體成分與慢病的研究進展?

劉 穎 李 巖 呂利佳 羅文超 劉 璐 徐 飛△

(大連醫(yī)科大學, 1 臨床醫(yī)學七年制2014級, 2 解剖學教研室, 大連 116044)

體成分指在人體總質(zhì)量中,不同身體成分的含量與分布,可通過活體測量皮褶厚度、超聲檢測法、計算機斷層掃描法、核磁共振法、生物電阻抗法、水下稱重法、空氣置換法、近紅外線吸收法、雙能X線吸收法、同位素稀釋法、鉀同位素測定法等測得,有效反映人體內(nèi)在結(jié)構(gòu)比例特征,為人體和疾病研究提供有價值的信息。慢病是對一組病程長、病因復雜、健康損害嚴重的非傳染性疾病的總稱,包括高血壓、糖尿病、骨質(zhì)疏松等,已成為影響民眾健康的問題。通過對體成分的測定,探討體成分在各種慢病中的分布特點和規(guī)律,為慢病的診斷、預防、治療提供數(shù)據(jù)支持,促進健康,提高生活質(zhì)量。現(xiàn)就體成分在各種慢病中的變化進行綜述,并探討體成分在慢病診治中的前景。

1 體成分與肥胖

在臨床實踐中主要采用世界衛(wèi)生組織建議的體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)來診斷肥胖,但BMI不能區(qū)分脂肪組織與非脂肪組織,在描述受肥胖影響的患者時,易產(chǎn)生誤導[1],體成分分析則更為適用。在體成分的各種測量方法中,皮褶厚度測量法不僅能測量局部的脂肪厚度,還能推算出全身的脂肪分布,是測量脂肪含量最為常用的方法[2]。雙能X線吸收法可用于掃描全身組織成分,能夠分析各種體質(zhì)量患者,包括體質(zhì)量大于150kg的嚴重肥胖者,是臨床體成分測定的標準技術(shù)[3]。

體成分分析在探究飲食對肥胖的影響方面作用重大。Hajna等[4]在探究預防高血壓飲食(the dietary approaches to stop hypertension, DASH)對青少年影響的研究中,顯示DASH與青少年的腰-身高比、腰臀比、腰圍、臀圍呈負相關,DASH指數(shù)越高,受試男女生超重的可能性越小,證實了DASH有助于預防青少年過度肥胖現(xiàn)象。Coleman等[5]的研究表明快香港快驗保國際醫(yī)療集團研發(fā)的減肥餐、瘦肉加綠色個人餐和健康小吃比例為4∶2∶1的飲食計劃，可以顯著降低肥胖人群的脂肪質(zhì)量,提高其非脂肪組織質(zhì)量比重,并降低心血管疾病的發(fā)生概率,此飲食模式作為肥胖治療中合適的商業(yè)選擇及臨床參考。高蛋白飲食對食欲、人體測量及體成分有積極影響,通過給予限制熱量攝入的超重貓不同蛋白質(zhì)水平的飲食,顯示高蛋白飲食可以降低非脂肪組織質(zhì)量的減少,也有助于減少體質(zhì)量減輕過程中的能量消耗[6]。Tahavorgar等[7]報道補充乳清蛋白比大豆蛋白對肥胖患者更好,因為前者可以降低患者的體質(zhì)量、BMI、腰圍、脂肪質(zhì)量同時使肌肉質(zhì)量升高,降低患者的食欲,減少總的熱量消耗。另有研究表明牛乳蛋白增加了超重青少年的非脂肪組織質(zhì)量指數(shù),同時也提高了脂肪質(zhì)量指數(shù)和瘦素水平,但飲水只導致非脂肪組織質(zhì)量指數(shù)的提高,增加水的攝入量可能對超重青少年的體成分有積極作用[8]。

體成分分析也有助于深入、全面分析運動與肥胖的關系。Gahreman等[9]報道間隔短跑運動有助于減少肥胖患者的身體和腹部脂肪,增加非脂肪組織質(zhì)量。運動改善代謝狀態(tài)伴隨血液中內(nèi)脂素水平的改變,內(nèi)脂素水平或許可以作為運動處方評價的參考指標[10]。另有研究表明10周的最大脂肪氧化強度訓練改善了超重中年婦女的體成分和脂肪代謝,提示最大脂肪氧化強度是一種肥胖治療中有效的訓練強度[11]。

2 體成分與慢性腎病

體成分分析有助于研究慢性腎病(chronic kidney disease, CKD)并發(fā)癥對患者的影響。慢性腎衰患者在透析治療中,易發(fā)由慢性容量超負荷引起的高血壓及其他心血管疾病,保持正常血容量可有效控制血壓,體成分測定可以確定患者體質(zhì)量的改變是否是由細胞外液量的改變引起[12]。CKD晚期患者易伴發(fā)肥胖和少肌癥。通過測定CKD患者的體成分,顯示在晚期腎病患者中,過多的脂肪有保護作用,BMI與生存率呈正相關,皮下脂肪或許可以抵抗肌肉萎縮,但內(nèi)臟脂肪卻能同時導致冠狀動脈鈣化,引發(fā)心血管疾病。肥胖與肌肉萎縮以及與患者退化的生理功能有關,肌肉的萎縮及其收縮力的減弱與高死亡率有關,因此,可以通過干預CKD患者的體成分提高其生存率。Kirsten等[13]的研究已證實運動和合成代謝類固醇有益于改善體成分和生理功能。蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良是CKD患兒的常見并發(fā)癥。通過測定30例透析前的CKD患兒的體成分,與正常兒童對照,顯示患兒的胃饑餓素、瘦素、肥胖抑制素水平略有升高,干重、細胞外液量、體細胞質(zhì)量、基礎代謝率和BMI差異顯著?；純旱纳眢w總水量略有升高,細胞外液量則明顯升高,其體內(nèi)的肥胖抑制素水平與體細胞總質(zhì)量、非脂肪質(zhì)量指數(shù)呈顯著負相關[14]。

在對繼發(fā)于Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2 DM)的CKD的研究中,測定了365例Ⅱ型糖尿病患者的體成分與血液鳶尾素含量,顯示鳶尾素含量顯著降低,在第5期CKD患者中降低最多,其含量與患者的脂肪量及脂肪率相關[15]。通過用生物電阻抗分析方法(bioimpedance analysis, BIA)測定CKD患者的體成分變化,顯示CKD患者的身體電阻減小,身體總水量略有升高,體細胞質(zhì)量降低[16],體現(xiàn)了BIA在檢測CKD早期患者體成分損傷方面的臨床應用價值。Bae等[17]報道在CKD患者血液透析期間,適當?shù)挠醒跤柧氂兄诒３煮w成分、肌肉功能和生活質(zhì)量,預防肌肉萎縮的形成,說明體成分測定在幫助CKD患者改善生活質(zhì)量方面有重要作用。

3 體成分與糖尿病

顧婷等[18]隨機選取100例(男45,女55)T2 DM患者作為研究對象,應用人體成分分析儀測定人體成分相關指標(體脂肪率、肌肉率、體內(nèi)水分比率等),并對腎損害相關指標(血尿素氮、尿酸、肌酐、估算的腎小球濾過率及24h尿蛋白、尿微量白蛋白、尿β2微球蛋白、尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶及轉(zhuǎn)鐵蛋白等)進行檢測,并分析2組參數(shù)的相關性。結(jié)果表明男、女性患者的血清尿酸水平與體脂肪率均呈正相關,與肌肉率呈負相關;24h尿蛋白與細胞外液率均呈負相關。女性患者的血清尿酸還與細胞外液率呈負相關,24h尿蛋白還與體脂肪率呈正相關,與肌肉率呈負相關。提示體脂肪率、肌肉率、體內(nèi)水分比率等可能是影響尿酸和蛋白尿的重要因素,與糖尿病腎損害相關。

李立等[19]分別測量了妊娠期糖尿病婦女和正常妊娠婦女的體成分,顯示妊娠期糖尿病婦女的體脂率、總體水分質(zhì)量顯著高于正常妊娠婦女,控制孕期體脂肪增長可能有助于預防妊娠期糖尿病。因此監(jiān)測體成分變化,尤其關注總體水分質(zhì)量的變化可能有助于臨床早期診斷妊娠期合并癥。另有研究表明脂肪質(zhì)量、脂肪率、細胞外液量、BMI、體質(zhì)量、能量、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物與孕期21～24周的妊娠期糖尿病的風險增加相關,而去脂體質(zhì)量、肌肉質(zhì)量和細胞內(nèi)液量與妊娠期糖尿病風險的降低相關[20]。

通過給予患有T2 DM的超重及肥胖患者24周的利拉魯肽治療后的體成分分析,顯示患者的血脂、血糖調(diào)控、胰島素敏感性上升,從而導致脂肪質(zhì)量、中心型脂肪、軀干脂肪及食欲下降。故體成分分析能夠證實利拉魯肽在治療T2 DM方面的安全性及良好的耐受性[21]。Wang等[22]研究了格列齊特、二甲雙胍和阿卡波糖對新確診的T2 DM患者的影響。在使用單種藥物6個月后,顯示患者的血糖和糖化血紅蛋白的水平顯著改善,大部分患者的脂肪質(zhì)量下降,非脂肪組織質(zhì)量增加。其中服用二甲雙胍的患者體脂質(zhì)量明顯下降,血清中總膽固醇、甘油三酯、脂聯(lián)素水平好轉(zhuǎn),證明了二甲雙胍可改善患者體成分和其他心血管代謝危險因子的參數(shù)。格列齊特和阿卡波糖引起的體成分的變化可能不是簡單的脂肪沉積,并可能對心血管代謝風險無不利影響,這體現(xiàn)了體成分分析在糖尿病藥物選擇評價方面的意義。

在對實施了腹腔鏡胃旁路分流手術(shù)的中國T2 DM患者的研究中顯示,術(shù)后患者的體成分重新達到平衡。中心型肥胖的降低可以改善胰島素抵抗現(xiàn)象,檢測脂肪分布類型或許是測評腹腔鏡胃旁路分流手術(shù)術(shù)后效果的良好指標[23]。

Saitoh等[24]研究表明β3-腎上腺素能受體、脫偶聯(lián)蛋白1、β2-腎上腺素能受體和體成分與雙臂的皮下脂肪所占比例顯著相關。T2 DM患者的肥胖不僅與肥胖基因的多態(tài)性有關,也與日常運動有關。腹部脂肪的分布與T2 DM密切相關,與BMI相比,腰圍的測定對預測糖尿病的流行與發(fā)生更加準確。腹部脂肪可分為皮下型和內(nèi)臟型,皮下型有助于預防糖尿病,內(nèi)臟型與空腹血糖、代謝綜合征、胰島素敏感性密切相關。腹部肥胖的分布或許與種族有關,但確實在影響糖尿病的差異方面起到了重要作用[25]。Isobe等[26]的研究表明去脂體質(zhì)量與糖尿病患者的基礎能量消耗密切相關,與膳食性產(chǎn)熱部分相關,或許可以幫助預防肥胖,小腿圍的測定或許將作為骨骼肌質(zhì)量的參數(shù)來幫助預防肥胖。Koster等[27]在研究T2 DM對老年人體成分的影響時,顯示T2 DM可導致不利的體成分變化,如內(nèi)臟脂肪增多、大腿皮下脂肪減少、肌肉的脂肪浸潤增多。其縱向研究還顯示T2 DM加速了老年人肌肉質(zhì)量的減少。因此,這些體成分變化與身體機能、發(fā)病率和死亡率的關系值得進一步研究。

4 體成分與慢性阻塞性肺病

Rutten等[28]通過觀測慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者3年內(nèi)體成分的變化,顯示體質(zhì)量過輕和肥胖患者的健康狀況最差,體質(zhì)量過輕患者的肌肉質(zhì)量減少和肥胖患者的脂肪質(zhì)量增加均導致健康狀態(tài)的惡化,超重患者的死亡率最低,肌肉和脂肪質(zhì)量的下降導致死亡率升高,說明體成分分析應作為COPD患者營養(yǎng)評估的一部分。針對COPD男性患者的研究表明,在輕度和中度COPD中,患者的脂肪質(zhì)量指數(shù)有所增加,在重度COPD中,患者的脂肪質(zhì)量指數(shù)、骨骼礦物質(zhì)指數(shù)和骨骼肌指數(shù)均下降,四肢和腰臀區(qū)的脂肪減少。體現(xiàn)了體成分分析在評估COPD程度方面的臨床意義[29]。研究表明COPD患者體質(zhì)量過輕的比率高于對照組,且體質(zhì)量過輕的比率與COPD的嚴重程度呈正相關,其1s用力呼氣容積/用力肺活量、呼吸肌力量、肺的彌散功能均下降,說明了體成分分析在COPD患者病程發(fā)展中的輔助意義[30]。

Daniela等[31]報道COPD患者的非脂肪組織質(zhì)量指數(shù)、骨骼肌質(zhì)量指數(shù)與最大吸氣壓顯著相關,節(jié)段體成分測定顯示COPD患者的下肢比上肢的肌肉萎縮程度更大,體成分分析有助于COPD患者的康復評估,應定期進行。通過測定嚴重COPD患者的體成分和外周肌肉力量對6min行走距離的影響,顯示下肢力量訓練對COPD患者肺功能恢復有積極作用[32]。

5 體成分與骨質(zhì)疏松

利用雙能X線吸收法可以測定局部及全身的骨質(zhì)狀況,精確度高,價格低廉,侵襲性小,對繼發(fā)性骨質(zhì)疏松患者的疾病診治具有重要意義[33]。周蕾等[34]通過研究指出體脂量是絕經(jīng)后女性股骨近端骨強度的決定因素。Rikkonen等[35]的研究顯示,肌力實驗,尤其是握力,可以單獨作為絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松風險評測的有用工具,此外,骨質(zhì)疏松患者非脂肪組織質(zhì)量減少,肌肉力量和體成分均可單獨作為骨質(zhì)疏松的臨床指標。He等[36]的研究表明,高的非脂肪組織質(zhì)量和肌肉力量與骨密度(bone mineral density, BMD)呈正相關,少肌癥與低BMD和骨質(zhì)疏松有關?；加猩偌“Y的人患骨質(zhì)疏松的概率是正常人的兩倍多。提示肌肉與骨骼在基因、生活方式、激素調(diào)控上有共同之處,提高肌肉力量對肌肉質(zhì)量和骨骼健康有益。更重要的是,肌肉細胞與成骨細胞起源于共同的間葉質(zhì)細胞前體,一些共同的基因可能通過激素和細胞因子信號通路來調(diào)控骨骼和肌肉。保持或提高肌肉質(zhì)量或許可以對BMD產(chǎn)生積極影響,從而預防骨量缺乏和骨質(zhì)疏松[37]。

Noel等[38]通過研究基因混合和體成分對骨質(zhì)疏松患者的影響,顯示BMD與祖先的基因有關,不同人種具有不同的BMD,發(fā)生骨質(zhì)疏松的可能性也有所區(qū)別,因此,正確評價與體成分有關的環(huán)境(包括飲食)、文化及社會經(jīng)濟因素有助于預防體成分改變導致的相關疾病。

6 體成分與高血壓

Redina等[39]對患有壓力敏感性高血壓的大鼠進行研究,探究基因?qū)Ω哐獕汉腕w成分的控制作用時,顯示分別控制血壓、體質(zhì)量、腎質(zhì)量及功能的數(shù)量性狀位點,也發(fā)現(xiàn)了可能對腎功能具有保護作用的基因位點,這對壓力敏感性高血壓的研究具有重要意義。

Soha等[40]通過觀察患有Ⅰ型糖尿病的高血壓患者,顯示其血壓與身體脂肪質(zhì)量有關,腹部脂肪是平均動脈壓和舒張壓的唯一相關因素。Pludowskia等[41]的研究指出肥胖特別是內(nèi)臟型肥胖是高血壓兒童和青少年的主要中間表型,相比數(shù)量,新增脂肪組織的分布對高血壓靶器官的損害和代謝異常的影響更大。在患有容量依賴性高血壓的患者中,使用BIA可以更好地管理流體狀態(tài)和控制血壓[42]。

7 體成分與冠心病

在冠心病(coronary heart disease, CHD)的肥胖悖論中,Lavie等[43]研究顯示,穩(wěn)定性CHD患者的非脂肪組織質(zhì)量指數(shù)(lean mass index, LMI)和體脂肪量(body fat, BF)可以預測死亡率,即LMI或BF低的患者死亡率高,LMI或BF高的患者則死亡率低,故精確測定體成分有助于預防1級和2級CHD。另外,與高體脂或高BMI組相比,低體脂或低BMI組患者的死亡率提高了4.24倍。經(jīng)多因素Logistic回歸分析,顯示高體脂與高BMI均可單獨作為更好生存的指標,但是只有合并低體脂與低BMI的患者表現(xiàn)出特別高的死亡率[44],體成分的精準測量及分析有助于揭示肥胖對CHD預后的積極影響[45]。

8 體成分與肝硬化

葉青等[46]的研究顯示肝硬化患者營養(yǎng)風險發(fā)生率高,營養(yǎng)不良狀態(tài)普遍。對于肝硬化患者的營養(yǎng)狀態(tài)的評估需要多種因素綜合考慮,握力、細胞外液量/總水量、骨骼肌含量、體脂肪含量在評估肝硬化患者的營養(yǎng)狀態(tài)時敏感度都較高。細胞外液量/總水量不僅可以作為營養(yǎng)狀態(tài)的評估指標,亦可作為肝代償能力的評估指標。

9 體成分與慢性腸炎

Cai等[47]在對慢性放射性腸炎(chronic radiation enteritis, CRE)患者的病例對照研究中顯示,與對照組相比,CRE患者的去脂體質(zhì)量、脂肪質(zhì)量、體細胞質(zhì)量、細胞內(nèi)水分、蛋白質(zhì)及礦物質(zhì)含量顯著降低,細胞外水分略有升高。體成分分析可用于改善CRE患者的營養(yǎng)不良狀態(tài),為患者手術(shù)及營養(yǎng)支持方法的選取提供有用信息。

綜上所述,體成分與人體健康密切相關,其各組分比例失調(diào)是許多慢病發(fā)生發(fā)展的根源,對體成分進行分析不僅可以了解全身營養(yǎng)狀態(tài)、目前健康狀況,還可以為多種慢病的診斷、預防和治療提供非常有價值的信息,有助于做出一個完整的臨床評估。與此同時,若將體成分應用于流行病學與臨床科研中,則對于慢病的診斷、治療、監(jiān)測以及預防都具有巨大的潛力和重大的意義。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和進步,體成分測定方法與技術(shù)也在不斷更新,其實用性、先進性、無創(chuàng)性都大大提升。體成分分析在揭示人體各成分狀態(tài)上更具全面性、整體性、深入性,在研究慢病的具體機制方面也將迎來新的機遇。有效運用體成分分析的優(yōu)勢,可為慢病的綜合治療與研究提供新的思路。