脂肪細(xì)胞與代謝型肥胖癥概述

胡佩青 李衛(wèi)國(guó)

(河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 新鄉(xiāng) 453007)

脂肪組織是結(jié)締組織的一種，由大量的脂肪細(xì)胞和少部分的血管基質(zhì)細(xì)胞組成，通常被較薄的疏松結(jié)締組織間隔而呈小葉狀。以往脂肪組織被認(rèn)為是能量?jī)?chǔ)存器官，能量以甘油三酯的形式儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞的脂滴中。近年的研究發(fā)現(xiàn)，脂肪組織還可以分泌多種脂肪因子，是重要的內(nèi)分泌器官和免疫器官。但是，如果體內(nèi)脂肪分布異常和(或)脂肪因子調(diào)控失衡，就會(huì)引發(fā)多種疾病，如肥胖癥、Ⅱ型糖尿病、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化和腫瘤等。本文概述脂肪細(xì)胞和肥胖癥的研究進(jìn)展。

1 脂肪細(xì)胞的類型

從來源和性質(zhì)上看，脂肪細(xì)胞可分為白色、棕色和米色脂肪細(xì)胞三種類型。

1.1 白色脂肪細(xì)胞 白色脂肪細(xì)胞是白色脂肪組織的主要組成細(xì)胞，單脂滴幾乎占滿整個(gè)脂肪細(xì)胞，以甘油三酯的形式儲(chǔ)存能量，是機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)存脂肪的主要形式。白色脂肪組織廣泛分布于皮下、骨骼肌間、腹腔、骨髓腔和盆腔內(nèi)的內(nèi)臟和性腺周圍，可以起到貯存能量、分泌脂肪因子、防震、對(duì)皮膚進(jìn)行支持與保護(hù)等作用[1]。白色脂肪細(xì)胞合成和分泌的脂肪因子有瘦素、血管緊張素、抵抗素、性激素、脂聯(lián)素以及前列腺素等，因而白色脂肪組織也是一種內(nèi)分泌器官，在機(jī)體的免疫和代謝平衡中起著重要的作用。

1.2 棕色脂肪細(xì)胞 棕色脂肪細(xì)胞是棕色脂肪組織的主要組成細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)脂滴數(shù)量多但體積小，具有豐富的線粒體，并且高表達(dá)解耦聯(lián)蛋白-1(UCP-1)，可通過“燃燒”脂肪來發(fā)揮產(chǎn)熱和減肥的作用[2]。當(dāng)機(jī)體受到外界寒冷刺激時(shí)，棕色脂肪細(xì)胞進(jìn)行非顫栗型產(chǎn)熱，將化學(xué)能快速轉(zhuǎn)化為熱能，從而維持機(jī)體體溫的恒定。

1.3 米色脂肪細(xì)胞 米色脂肪細(xì)胞是2012年發(fā)現(xiàn)的一種與棕色脂肪細(xì)胞功能相似的新型脂肪細(xì)胞[3]，因其外觀呈米黃色，故稱之為米色脂肪細(xì)胞。嚙齒類動(dòng)物的米色脂肪細(xì)胞主要分布于皮下的白色脂肪組織內(nèi)，在機(jī)體未受外界刺激時(shí)，米色脂肪細(xì)胞為單脂滴細(xì)胞，UCP-1表達(dá)水平較低，起儲(chǔ)能作用；而在機(jī)體受到外界刺激后，交感神經(jīng)的興奮可引起米色脂肪細(xì)胞形態(tài)和功能上發(fā)生變化，細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)散在的小脂滴，UCP-1水平和氧化磷酸化效率升高。

對(duì)人類而言，新生兒對(duì)外界環(huán)境溫度的抵抗力較差，較多的棕色脂肪可以為其提供足夠的熱量來維持體溫的恒定。隨著年齡的增加，個(gè)體具有的溫度保持能力增強(qiáng)，棕色脂肪含量會(huì)逐漸減少，白色脂肪變?yōu)闄C(jī)體主要的脂肪形式。不過機(jī)體受到外界特殊刺激以后，米色脂肪的顏色就會(huì)由白色變?yōu)槊S色，細(xì)胞質(zhì)中線粒體的數(shù)量會(huì)急劇增加，氧化代謝速率變快，產(chǎn)熱增強(qiáng)。成人體內(nèi)同時(shí)存在棕色脂肪和米色脂肪兩種產(chǎn)熱型脂肪，但對(duì)兩種脂肪具體區(qū)域的劃分還有一定困難。

2 脂肪細(xì)胞的來源

以往的研究指出，哺乳動(dòng)物的脂肪組織均起源于中胚層的間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells)[4]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和骨髓組織的造血干細(xì)胞是脂肪細(xì)胞的重要來源： 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹炯?xì)胞并儲(chǔ)存在骨髓腔中；血液循環(huán)將骨髓的造血干細(xì)胞運(yùn)送到其他組織器官，并成為對(duì)應(yīng)的脂肪前體細(xì)胞。研究表明，小鼠胚胎發(fā)育早期時(shí)頭部的脂肪墊源于由外胚層發(fā)育而來的神經(jīng)嵴，軀干部位的脂肪墊早期來源于神經(jīng)嵴，晚期來源于中胚層[5]。

2.1 胚胎時(shí)期脂肪細(xì)胞的來源 在胚胎早期，原始中胚層可分化為軸旁中胚層、間介中胚層和側(cè)中胚層，中胚層可以發(fā)育為各種組織和器官及其周圍的脂肪組織。白色脂肪細(xì)胞來源于軸旁中胚層發(fā)育的生肌因子-5(-)前體細(xì)胞，棕色脂肪細(xì)胞來源于軸旁中胚層發(fā)育而來的生肌因子-5(+)前體細(xì)胞，而米色脂肪細(xì)胞和白色脂肪細(xì)胞同源，均來自于生肌因子-5(-)前體細(xì)胞。胚胎時(shí)期的脂肪細(xì)胞均來自于“成脂分化”，即部分間充質(zhì)干細(xì)胞先定向分化為前體脂肪細(xì)胞[6]，再經(jīng)過有絲分裂克隆增殖、終末分化，最終發(fā)育為有功能的、成熟的脂肪細(xì)胞。

2.2 出生后脂肪細(xì)胞的來源 成人體內(nèi)脂肪細(xì)胞的數(shù)量基本不變，但每年大約有10%的脂肪細(xì)胞會(huì)被更新替換。研究發(fā)現(xiàn)出生后脂肪細(xì)胞的來源可能有以下三種： 血管基質(zhì)細(xì)胞中存在的具有分化能力的前脂肪細(xì)胞；具有向中胚層多向分化的能力、可分化為多種組織的周細(xì)胞(壁細(xì)胞)；骨髓造血干細(xì)胞中的單核-巨噬祖細(xì)胞。

3 脂肪細(xì)胞內(nèi)脂滴的形成

所有的脂肪細(xì)胞都含有脂滴，脂滴是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存能量的細(xì)胞器，也是感受上游刺激、營(yíng)養(yǎng)刺激和調(diào)控脂類代謝的細(xì)胞器。它的核心是中性脂(主要為甘油三酯或膽固醇脂)，表面是單層磷脂分子和脂滴相關(guān)蛋白。脂肪的形成表現(xiàn)為脂滴與其他細(xì)胞器之間的相互影響，從而調(diào)節(jié)脂滴的形成、生長(zhǎng)和融合。

一般認(rèn)為脂肪細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上具有脂質(zhì)合成酶，中性脂先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小葉中出現(xiàn)，再不斷累積和生成相關(guān)蛋白，最后形成脂滴。目前，脂滴的形成有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽模式和微泡模式兩種經(jīng)典假說： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽模式認(rèn)為脂滴由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小葉的一側(cè)溢裂出芽，其表面的磷脂源于出芽部位的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜；而微泡模式則認(rèn)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小葉中形成的脂滴在與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離之前已經(jīng)具備完整的結(jié)構(gòu)，然后再以整體的形式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中分離形成[7]。此外，還有一種關(guān)于脂滴生長(zhǎng)和脂肪儲(chǔ)存的機(jī)制——脂滴融合[8]，認(rèn)為脂滴融合是通過細(xì)胞死亡誘導(dǎo)DNA片段化因子A樣效應(yīng)分子(cell death-inducing DNA fragmentation factor A-like effector)及其家族中的脂肪特異性蛋白27(fat special protein 27)在脂滴-脂滴接觸點(diǎn)富集，誘導(dǎo)脂滴融合長(zhǎng)大[9]；而Rab GTPase家族成員Rab18及其相互作用蛋白NRZ/SNARE能夠引起脂滴-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)接觸位點(diǎn)形成，控制中性脂從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入脂滴，進(jìn)而調(diào)節(jié)脂滴的生長(zhǎng)與成熟[10]。

4 肥胖及其種類

4.1 肥胖 肥胖是一種長(zhǎng)期能量攝入超過消耗而導(dǎo)致脂肪穩(wěn)態(tài)失調(diào)，從而使機(jī)體脂肪總含量過多和(或)局部含量增多的一種慢性代謝性疾病。判斷肥胖的指標(biāo)有身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)、體脂率、腰圍和腰臀比等?！吨腥A人民共和國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——成人體重判定》(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)WS/T 428-2013)指出，對(duì)成人而言BMI為24.0≤BMI<28.0 kg(體重)/m(身高)2時(shí)可視為超重，BMI≥28.0 kg/m2時(shí)則視為肥胖。有多種原因可能導(dǎo)致肥胖，比如輕度慢性炎癥、內(nèi)分泌失調(diào)、中樞調(diào)控異常、腸道菌群失調(diào)、體液酸堿失衡以及免疫失衡等。

4.2 肥胖的類型 臨床上一般是根據(jù)機(jī)體代謝等因素，將其分為代謝正常型肥胖(metabolically normal obese, MNO)和代謝異常型肥胖(metabolically abnormal obese, MAO)。

4.2.1 代謝正常性肥胖 MNO診斷標(biāo)準(zhǔn)一般有兩點(diǎn)： 達(dá)到肥胖和不存在代謝異常。該類肥胖癥患者皮膚發(fā)白，活動(dòng)自如，肥胖的程度不高，基本代謝和脂肪分布正常，引起并發(fā)癥、一系列病理改變的時(shí)間較晚。不過當(dāng)肥胖程度增高到機(jī)體無法耐受時(shí)，也會(huì)發(fā)生病理的改變，如引起心血管、關(guān)節(jié)方面的疾病。

4.2.2 代謝異常性肥胖 MAO可分為三種：①炎性代謝型肥胖?；颊邫C(jī)體的肌肉和脂肪含量都較高，但代謝紊亂，常伴黑棘皮病、高胰島素血癥、高炎癥、高尿酸、高瘦素等疾病。②高代謝型肥胖?；颊吆脛?dòng)，容易被激怒，基礎(chǔ)代謝率和交感神經(jīng)興奮性都比較高，還伴有高血壓、高血脂、高尿酸和高激素水平，容易發(fā)生多毛癥、脂溢性皮炎、脂紋和皮膚血管增生等疾病。③低代謝型肥胖?；颊弑憩F(xiàn)為皮膚發(fā)黃，精神萎靡，基礎(chǔ)代謝和性激素水平較低，容易發(fā)生水腫，常伴有甲狀腺功能減退、高脂血癥、脂肪肝等疾病。

5 結(jié)語

機(jī)體攝入的能量長(zhǎng)期超過消耗就會(huì)導(dǎo)致肥胖，肥胖會(huì)大大降低生活質(zhì)量、給健康帶來極大的危險(xiǎn)。肥胖癥的發(fā)病與基因、環(huán)境、內(nèi)分泌等多種因素都有聯(lián)系，應(yīng)視為一種疾病，不是僅僅通過少吃多動(dòng)就能好轉(zhuǎn)的，而是需要治療，不同類型的肥胖需采取不同的治療方法。當(dāng)然，在日常生活中改善飲食結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)體育鍛煉、養(yǎng)成良好的健康習(xí)慣可以大大減少肥胖的發(fā)生。棕色脂肪和米色脂肪具有消耗能量和產(chǎn)熱的功能，目前對(duì)于活化棕色脂肪、激活米色脂肪和促進(jìn)白色脂肪米色化的研究正在積極開展，這也許是對(duì)肥胖、糖尿病等代謝性疾病進(jìn)行治療的新突破口。