非酒精性脂肪性肝病患者肝臟脂肪的來源與去路

由于高脂高糖的膳食、多坐少動的生活方式的流行，目前全球范圍內(nèi)非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的發(fā)病率高于25%[1]。以橄欖油、魚、堅果、谷物、水果和蔬菜為主的地中海飲食與NAFLD發(fā)病率呈負相關，而以軟飲料、果糖、肉和飽和脂肪酸為主的西方飲食與NAFLD發(fā)病率呈正相關，提示飲食成分與NAFLD相關[2]。肝臟生成的脂肪以極低密度脂蛋白-三酰甘油(VLDL-TG)的形式輸出肝臟，如肝外脂肪池充足或肝臟輸出通路受損，可導致肝臟脂肪累積。高脂高糖的膳食打破了肝臟脂肪輸入、生成、消耗與輸出的平衡，從而促進NAFLD發(fā)生，但也有研究顯示高脂肪攝入者的肝臟炎性反應發(fā)生風險相對較低，而高碳水化合物攝入者的風險較高[3]。本文就NAFLD患者肝臟脂肪的來源和去路作一綜述。

1 NAFLD患者肝臟脂肪的來源

1.1 脂肪和糖的攝入

連續(xù)1周每日至少2次快餐飲食可導致健康人群的TG和丙氨酸氨基轉移酶(ALT)水平升高[4]。小鼠模型和人體研究均顯示高脂飲食(HFD)可誘導NAFLD發(fā)生，甚至進展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，而限制HFD可改善NAFLD[5-6]。西方人群中飲食與肥胖及NAFLD流行密切相關，以往認為這與高飽和脂肪酸攝入增加有關，但有研究顯示1994年至1996年美國人群從飽和脂肪酸中攝入的熱量比例已下降，而肥胖和NAFLD的發(fā)病率并未根本改善[7]，推測這與西方飲食中糖分含量較高等因素有關[2]。2000年中國年人均食糖消費量為6 kg，2014年已突破11 kg，“十三五”期間進一步增加[8]。中國人群攝入的食糖中90%以上為蔗糖，1分子蔗糖分解為1分子葡萄糖和1分子果糖。果糖的甜度是蔗糖的1.7倍，是葡萄糖的2.7倍，因此加糖飲料和深加工食品富含果糖。人類攝入的果糖主要來源于蔗糖分解、食品添加劑和含果糖水果。含果糖食物攝入增加與NAFLD、肥胖、2型糖尿病、血脂紊亂以及心血管疾病的發(fā)生有關[9]。

葡萄糖被吸收后，主要的功能就是產(chǎn)生三磷酸腺苷(ATP)供能，或合成糖原儲存起來，而脂質從頭合成(DNL)受控于肝臟6-磷酸果糖激酶(限速酶)，僅少量合成脂肪。在肝臟內(nèi)，果糖參與的主要代謝為DNL，且這一過程不受限制，從而誘導NAFLD和胰島素抵抗(IR)。果糖通過門靜脈吸收并被輸送至肝臟，與其他組織相比，肝臟的果糖含量更高。果糖會直接刺激DNL的主要轉錄調控因子如碳水化合物反應蛋白元件結合蛋白(ChREBP)和固醇調節(jié)元件結合蛋白1c(SREBP1c)增加，還會刺激脂質合成的關鍵酶如己酮糖激酶(KHK)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和脂肪酸合成酶(FAS)增加[10]。此外，IR情況下以果糖為原料的DNL不受影響，因為果糖代謝可無需胰島素參與。這些果糖代謝特性使其更易誘發(fā)NAFLD。以果糖為原料的DNL大量消耗肝臟ATP，同時抑制線粒體脂肪酸β氧化，導致體內(nèi)活性氧簇(ROS)增加，并可促進內(nèi)質網(wǎng)應激，促使疾病進展至NASH，果糖攝入量增加與肝纖維化發(fā)生有關[11]。

果糖飲食誘發(fā)高TG血癥與其攝入的量、時機和運動與否有關。一項小鼠示蹤研究發(fā)現(xiàn)，在空腹低劑量果糖攝入的情況下，小腸內(nèi)的果糖有42%轉化為葡萄糖，30%以上轉化為乳酸、丙氨酸和甘油酸等有機酸，只有14%進入肝臟。但果糖攝入量一旦超過0.5 g/kg時，空腸代謝的果糖不再增加，而進入肝臟的果糖量急劇增加，最終通過DNL導致NAFLD，如餐后攝入果糖，小腸處理能力增加一倍[12]。運動可使果糖飲食(0.5 g/kg)導致的餐后TG峰值降低[13]。

限制果糖攝入有利于改善NAFLD，有研究使用同位素標記，發(fā)現(xiàn)低碳水化合物飲食2周后，患者肝細胞DNL水平降低近79.8%，而β-羥丁酸含量增加4.9倍(反映脂肪酸β氧化增加)，肝臟脂肪率下降43.8%，血漿VLDL-TG下降56.7%、空腹血漿TG下降48.4%。肥胖的NAFLD患者接受低碳水化合物同等熱量飲食干預14 d，能快速減少肝臟脂肪，改善炎性反應程度和腸道菌群，促進腸道葉酸形成。葉酸水平升高與肝臟DNL減少、肝臟脂肪減少和脂肪酸β氧化增加相關[14]。

2015年WHO成人和兒童糖攝入指南中強烈推薦將兒童和成年人的添加糖食物的供能比控制在10%以下，有條件時可進一步控制蔗糖、果糖等的攝入量，降至總能量攝入的5%以下[15]?！吨袊用裆攀持改?2016)》首次提出每日糖攝入量≤50 g，最好<25 g，同時控制每日烹調油攝入量25～30 g，每日反式脂肪酸攝入量≤2 g[16]。限制脂肪攝入的同時，限制糖攝入是預防肥胖、NAFLD等健康問題的關鍵。

1.2 游離脂肪酸酯化、DNL和膳食脂肪的內(nèi)在聯(lián)系

肝臟脂肪積聚可以是游離脂肪酸(FFA)酯化、DNL或膳食脂肪攝入增加共同導致的。有研究使用穩(wěn)定示蹤劑，發(fā)現(xiàn)空腹高TG血癥和高胰島素血癥的肥胖NAFLD患者中，肝臟TG 來源于外周FFA酯化、DNL和脂肪攝入的比例分別為(59.0±9.9)%、(26.1±6.7)%和(14.9±7.0)%[17]。持續(xù)3周每日給予超重受試者額外1 000 kcal(1 kcal=4.18 kJ)高熱量攝入以研究不同飲食對代謝的影響，發(fā)現(xiàn)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸或單糖高熱量攝入的飲食導致肝內(nèi)TG水平分別增加了55%、15%和33%[18]。

飽和脂肪酸飲食增加了脂肪組織分解，從而增加了FFA輸入肝臟，導致NAFLD形成[18]。FFA進入肝臟受多因素調控，AIDA基因缺失小鼠的小腸上皮細胞內(nèi)多個脂肪合成相關的酶水平上調，可增加腸腔內(nèi)的脂肪酸吸收，促進脂肪酸重酯化形成乳糜微粒進入淋巴循環(huán)，并通過血管輸送脂肪組織供儲存或其他器官利用[19]。肝臟特異性過表達脂肪酸轉運酶可加劇NAFLD病情[20]。IR時脂肪組織內(nèi)脂肪分解調節(jié)紊亂，脂肪動員增加導致FFA增加，增加的FFA進入肝臟酯化為TG，從而促進NAFLD和NASH發(fā)生[21]。

肥胖者的骨骼肌和脂肪組織存在IR，導致肥胖者每kg體質量和每kg骨骼肌的葡萄糖攝取率較非肥胖者分別下降49%和45%，而每kg腹部皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪葡萄糖攝取率較非肥胖者也分別下降67%和58%，這導致血糖升高，多余的葡萄糖進入肝臟，通過DNL導致肝臟脂肪變[22]。雖然富含脂肪和果糖的飲食都有助于NAFLD進展，但高果糖飲食比HFD更能顯著上調DNL的酶。在HFD小鼠研究中，額外補充30%果糖可顯著上調ACC、FAS和硬脂酰輔酶A去飽和酶1(SCD1)的水平，通過加速DNL促進NAFLD發(fā)生[23]。持續(xù)3周的每日額外1 000 kcal的單糖高熱量攝入導致肝內(nèi)增加的TG 中有98%來源于DNL[18]。

大多數(shù)NAFLD動物模型是利用HFD誘導的。雖然生酮飲食(脂肪供給能量>90%)小鼠肝臟中ACC、FAS和SCD1等DNL的酶的表達水平下降，在12周后仍發(fā)生了NAFLD[24]。進一步研究顯示生酮飲食可導致機體缺乏蛋白質、蛋氨酸和膽堿。蛋氨酸和膽堿是肝細胞卵磷脂生物合成的必需前體物質，是VLDL-TG合成和分泌的重要底物，當?shù)鞍彼岷湍憠A缺乏時，VLDL-TG的合成和分泌受損，導致內(nèi)源性合成的TG從肝細胞輸出障礙，促進NAFLD發(fā)生[25]。此外，乳糜微粒殘體中來自膳食的少量脂肪酸可以直接進入肝臟參與脂質生成。不飽和脂肪酸飲食可減少脂肪組織分解而對心血管代謝、NAFLD等有保護作用，但如過量攝入仍會因直接輸入增加，導致肝內(nèi)不飽和脂肪酸成分——TG增加[19]，但實際上機體攝入的不飽和脂肪酸不足[26]。

1.3 NAFLD形成的中心事件

較早的基于瘦者禁食條件下的研究顯示，肝臟儲存的TG中來自DNL的不足5%[27]，因此并不認為肝臟DNL是肝臟脂肪儲存的主要因素。這主要與禁食條件下DNL速度低，且瘦者的DNL率比肥胖和IR患者低有關[28]。有研究顯示，高水平肝脂肪(18.4±3.0)%患者的從頭合成脂肪酸(FA)和VLDL-TG的速率分別高出低水平肝脂肪(3.1±2.7)%患者3倍和2倍，而高水平肝脂肪患者相應的血漿FFA酯化和飲食攝入脂肪并不增加[29]。給予具有PNPLA3-148II純合基因的NAFLD患者高熱量飲食(正常飲食外每日增加1 000 kcal糖類)，3周后患者肝臟脂肪增加了27%，而體質量僅增加了2%。與之相反，經(jīng)過6個月的低熱量飲食，患者肝臟脂肪減少了25%，而體質量僅下降了4%[30]。這提示以糖為原料的DNL是促進NAFLD發(fā)生的主要因素，由此推測肝臟DNL是NAFLD形成的中心事件。

肝臟DNL是指肝臟利用糖、氨基酸和脂肪代謝生成的乙酰輔酶A(CoA)為原料合成脂質的過程。膳食碳水化合物主要包括淀粉(葡萄糖聚合物)或蔗糖，可被分解為葡萄糖或果糖，在細胞質中代謝為終產(chǎn)物丙酮酸，丙酮酸進入線粒體生成乙酰CoA，與氨基酸代謝和脂肪酸β氧化生成的乙酰CoA共同參與三羧酸循環(huán)(TAC)，產(chǎn)生ATP供能。當機體能力儲備充足時，線粒體內(nèi)乙酰CoA通過檸檬酸途徑回到細胞質，在限速酶ACC的作用下轉化為丙二酰CoA，由此開啟內(nèi)源性脂肪酸DNL，由1分子乙酰CoA與7分子丙二酰CoA經(jīng)轉移、縮合、加氫、脫水和再加氫重復過程生成含16碳的軟脂酸，最終與甘油組裝成TG[24,31]。

敲除小鼠單個DNL相關酶的系列研究顯示，大多數(shù)情況下改變基因表達可影響個體對NAFLD的易感性，提示DNL與NAFLD相關。二?；视王；D移酶2(DGAT2)是催化TG合成最后步驟的限速酶，并在調節(jié)嚙齒類動物中的肝臟VLDL生成中起作用。長期下調肥胖嚙齒類動物的DGAT2可改善脂質代謝指標，這與脂肪生成基因SREBP1c、ACC1、SCD1等表達下調有關。嚙齒類動物研究提示DGAT2可能作為NAFLD的治療靶點。然而，下調靈長類動物的DGAT2水平對血漿TG、VLDL和載脂蛋白B(ApoB)無顯著影響，采用選擇性抑制DGAT2治療人類血脂異常令人置疑[32]。DNL的酶也受營養(yǎng)調節(jié)，如給予富含碳水化合物的飲食通常能彌補因單個酶缺失引起的DNL減少，結果肝臟脂肪生成仍增加。敲除DNL相關酶的研究也發(fā)現(xiàn)相反的結果，這與不同DNL相關酶敲除后脂肪酸組成發(fā)生改變有關，而肝臟DNL過程中的脂肪酸組成較肝臟總TG量對NAFLD的發(fā)生和進展更重要。肝臟脂質組學分析也顯示，肝臟脂質類型較脂質總量更能預測肝損傷的發(fā)生和NALFD進展[33]。

2 NAFLD患者肝臟脂肪的去路

2.1 肝臟VLDL-TG 分泌

脂肪組織合成的TG主要是就地儲存，正常情況下肝臟及小腸黏膜上皮合成的TG不能在原組織細胞內(nèi)儲存，而是以VLDL-TG或乳糜微粒形式入血，并被運送到脂肪組織內(nèi)儲存，或是運送到其他組織內(nèi)利用。在健康個體中，肝臟VLDL-TG分泌與瘦者的體質量呈正比，而與FFA和體脂含量呈反比[34]，且健康女性瘦者分泌和清除VLDL-TG的能力是男性的2倍。但在NAFLD患者中，肝臟VLDL-TG分泌增加，血清VLDL-TG清除率降低，導致高TG血癥[35]。IR患者脂肪組織仍具有儲存脂肪的功能，且骨骼肌等異位脂肪儲存TG增加，這可能導致體內(nèi)TG積累[36]。由此可見，VLDL-TG組裝、成熟及分泌的調控對肝臟脂肪含量及血脂含量有重要的影響。這一過程受蛋白因子和脂肪因子調控，蛋白因子包括VLDL-TG合成相關的結構蛋白、降解相關的伴侶蛋白、運輸相關的囊泡蛋白、一些酶類及脂滴蛋白等。

微粒體甘油三酸酯轉運蛋白(MTTP)對含有ApoB的脂蛋白的組裝和分泌至關重要，以此可調控VLDL-TG的分泌。在人類和小鼠中，MTTP缺乏導致低脂血癥和NAFLD；高脂肪飲食通過降低SREBP與MTTP啟動子的結合來增加肝臟MTTP表達，而高碳水化合物飲食通過激活SREBP和ChREBP增加DNL，同時上調MTTP以增加VLDL-TG的分泌[37]。

細胞死亡誘導DNA斷裂因子相似蛋白(CIDE)家族成員蛋白Cideb能推動VLDL在高爾基體中脂化成熟，促進肝臟分泌VLDL-TG。與之相反，脂肪分化相關蛋白(ADRP)則能抑制VLDL在Golgi體中脂化成熟，而使肝臟脂肪的分泌減少。Cideb和ADRP有可能通過調節(jié)脂滴中的TG向VLDL-TG的流動、轉運來調控脂滴大小和VLDL脂化成熟[38]。

有研究顯示，在肝臟特異性敲除MEA6小鼠模型可導致嚴重脂肪肝，而血漿中各種脂類顯著降低，提示MEA6與VLDL-TG分泌有關。高脂食物可誘導MEA6表達，發(fā)現(xiàn)MEA6可與內(nèi)質網(wǎng)COPⅡ復合體(COPⅡ負責內(nèi)質網(wǎng)至高爾基體分泌的囊泡運輸)中的多個組分相互作用，從而調控COPⅡ復合物組裝，為形成大的囊泡提供支撐，從而利于VLDL-TG從肝細胞分泌，但總體上VLDL-TG分泌增加無法抵消肝臟脂肪生成增加，最終導致NAFLD發(fā)生[39]。

2.2 肝臟脂肪酸β氧化

脂肪酸β氧化是肝臟脂質代謝的重要過程之一，若肝臟中脂肪酸不能被完全氧化分解，將會造成脂質過度堆積，進而引發(fā)肝臟脂肪變性或NAFLD。脂質氧化關鍵調節(jié)因子是一組孤核受體，包括過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)、視黃醇X受體(RXR)、肝X受體和法尼醇X受體。PPAR與RXR形成異二聚體，然后與過氧化物酶體增殖物反應元件中的特異性DNA結合，誘導下游基因表達。PPAR-α主要在肝臟中表達，在調節(jié)脂質代謝方面起著重要的作用，禁食時PPAR-α表達升高，PPAR-α激活促進參與脂肪酸氧化、脂肪酸轉運和酮生成的基因轉錄[40]。使用特異性PPAR-α激動劑激活可降低血漿TG水平，減少肥胖的發(fā)生，改善肝臟脂肪變，改善胰島素敏感性[41]。

轉錄激活因子6(ATF6)能與PPAR-α相互作用，促進肝臟脂肪酸β氧化，調節(jié)肝臟脂質代謝。研究發(fā)現(xiàn)在肝臟過表達的活性ATF6(nATF6)能與PPAR-α直接結合，促進PPAR-α/RXR復合體的轉錄活性，提高肝細胞中PPAR-α的下游基因CPT1α和MCAD的表達水平，增加肝臟脂肪酸β氧化，顯著改善飲食誘導的肥胖小鼠肝臟脂肪變，而過表達失活ATF6(dnATF6)時肝細胞脂肪酸β氧化能力下降，導致NAFLD發(fā)生[42]。

3 總結

熱量攝入增加和運動減少所導致的能量正平衡是肥胖和NAFLD發(fā)生的先決條件。高脂高糖的膳食打破了肝臟脂肪輸入、生成、消耗與輸出的平衡，導致NAFLD發(fā)生。高脂高糖飲食情況下，體內(nèi)血漿FFA酯化、肝臟DNL和飲食攝入增加，而VLDL-TG輸出和脂肪酸β氧化并未成比例增加，導致肝臟脂肪儲存，促進了NAFLD的發(fā)生、進展。因此，預防NAFLD可從以下方面著手：(1)減少來源，即減少肝臟DNL，減少脂肪組織供應FFA，降低患者對甜食和脂肪飲食的欲望；(2)增加肝臟輸出和機體能量消耗[43]。