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肥胖癥的生物學(xué)成因

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月27日 00:09

肥胖已成為發(fā)達(dá)國家一個(gè)嚴(yán)重的健康問題，在發(fā)展中國家也日漸增多。它會(huì)引發(fā)人們患糖尿病、心臟病、脂肪肝及癌癥的風(fēng)險(xiǎn)；掌握肥胖癥生物學(xué)機(jī)理的有關(guān)知識(shí)將有助于人們的預(yù)防和治療

肥胖的定義與環(huán)境因素

　　肥胖的定義為體內(nèi)脂肪過多。過去是通過測(cè)定一個(gè)人在水里的重量并計(jì)算浮力來估算體內(nèi)脂肪數(shù)量,這種方法比較麻煩。如今，人們常用的是身高體重指數(shù)(BMI)。不過，BMI――即以體重除以身高――雖然可以用來測(cè)定特定群體在某一時(shí)期的體重狀況，但是對(duì)于個(gè)體卻常常并不可靠――無法分辯脂肪和肌肉質(zhì)量，而且身高的這一變量，取決于人口組成的變化和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的判斷。最近出現(xiàn)了一些直接測(cè)定脂肪的方法，譬如，通過排氣量測(cè)定肌肉密度等，相比較BMI，這些方法更加可靠。

　　肥胖癥是一個(gè)全球性問題。據(jù)保險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)表顯示，對(duì)于白種人來說， BMI值為25(即超重)的人群，患有肥胖引發(fā)的醫(yī)療并發(fā)癥或遭遇死亡的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加；如果BMI值超過30(即肥胖)，則風(fēng)險(xiǎn)急劇上升。在美國，約有三分之一的人BMI值超過30，半數(shù)人口BMI值超過25，而每年用于治療肥胖癥的花費(fèi)就超過600億美元，其中很大部分用在了Ⅱ型糖尿病上。如今，中國、印度和其他國家的肥胖現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重，而且隨著國家的日益富裕，問題可能會(huì)進(jìn)一步加劇。與白種人相比，同樣面臨糖尿病及其他新陳代謝疾病風(fēng)險(xiǎn)，亞洲人的BMI值顯得更低，這更加顯示了肥胖給亞洲人的健康所帶來的不良后果。

　　生活方式或環(huán)境可能是引發(fā)肥胖的一種因素，但不是絕對(duì)的。就美國而言，絕大多數(shù)人都攝入過多的熱量，但也僅僅只有半數(shù)的美國人超重。關(guān)鍵的問題是：同樣攝入熱量，有些人比其他人吸收得更多，從而變得肥胖。

　　人們往往認(rèn)為，食物的攝入是一種自主的、有意識(shí)的行為。但有證據(jù)表明，人體能量攝取與輸出之間的平衡很大程度上是由一個(gè)強(qiáng)大的、無意識(shí)的生物系統(tǒng)控制的。在不同的環(huán)境條件下，維持能量平衡的生物系統(tǒng)會(huì)合理地分配相應(yīng)的脂肪總量。對(duì)捕獵采集者而言，脂肪太少易于挨餓；相反，脂肪太多又會(huì)增加捕獵的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)群體而言，不管遺傳變性是趨于苗條還是趨于肥胖，都可能是有益的，就看環(huán)境狀況如何。這也許可以解釋為什么長(zhǎng)期營養(yǎng)不良的人，一旦無節(jié)制的攝入熱量，往往會(huì)變得肥胖。

　　根據(jù)熱力學(xué)定律，食物攝入與能量消耗保持平衡，體重可以得到控制。然而，負(fù)責(zé)平衡脂肪的生物系統(tǒng)會(huì)通過調(diào)節(jié)無意識(shí)的飲食驅(qū)動(dòng)等方式來阻止體重的變化，不管是變輕或是變重。實(shí)際上，減少熱量攝入或增加能量消耗，減肥者是可以在短時(shí)期內(nèi)減輕體重。與此同時(shí)，生物學(xué)因素也將發(fā)揮作用，使人產(chǎn)生強(qiáng)大的、無意識(shí)的飲食沖動(dòng)，直到又恢復(fù)到原有的體重。這里所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)性的問題是，調(diào)節(jié)飲食驅(qū)動(dòng)的神經(jīng)回路與反映人們減肥或增肥意愿的神經(jīng)回路之間是如何互動(dòng)的。

生物學(xué)因素控制肥胖生成

　　根據(jù)遺傳理論發(fā)現(xiàn)，肥胖的遺傳可能性，即源于遺傳因素的幾率在70％——80％之間，超過了其他大多數(shù)被廣泛認(rèn)可的生物學(xué)特質(zhì)，如糖尿病、心臟病和癌癥；而唯一高于肥胖的遺傳幾率的只有身高。遺傳基因?qū)Ψ逝值挠绊懸部梢詮挠嘘P(guān)收養(yǎng)家庭的案例得到證明，跟收養(yǎng)兒童體重關(guān)系更為密切的不是養(yǎng)父母，而是他們的親生父母。盡管如此，仍沒有任何證據(jù)表明，肥胖完全歸因于遺傳基因，因?yàn)槭巢还拐呤遣豢赡茏兊梅逝帧Ｈ绱丝磥?，也許是環(huán)境――主要指無節(jié)制地?cái)z入熱量――為肥胖基因攜帶者從可能肥胖發(fā)展成現(xiàn)實(shí)肥胖提供了條件。

　　基因突變也會(huì)引發(fā)肥胖，它們與其他基因共同構(gòu)成了調(diào)節(jié)能量平衡的系統(tǒng)，編碼瘦素(脂肪組織產(chǎn)生的一種荷爾蒙，它會(huì)影響很多生理系統(tǒng)，包括控制食物攝入和能量消耗的腦中樞)的ob基因就是其中之一。身體脂肪的瘦素水平上下波動(dòng)，則導(dǎo)致食物攝入的減少或增加。以老鼠為例，如果ob基因發(fā)生突變，老鼠體內(nèi)不再產(chǎn)生瘦素，體重會(huì)增加3倍，而脂肪增加5倍。

　　對(duì)人類來說，如果ob基因或作為瘦素受體的基因發(fā)生突變，同樣也會(huì)發(fā)胖。瘦素受體位于下丘腦和腦部的一些外圍組織里。下丘腦受傷之所以會(huì)引起肥胖，部分原因在于表達(dá)瘦素受體的神經(jīng)元受到了損害。在下丘腦中，表達(dá)神經(jīng)肽前體POMC的是一種由瘦素激活的神經(jīng)元，如果它們或者它們的受體MC4發(fā)生突變，也會(huì)引起肥胖。

　　當(dāng)然并非只有基因突變才會(huì)引起肥胖。大約有5％——10％的病態(tài)肥胖(BMI值大于或等于40)源于上述基因的突變，以及大腦回路中包括編碼神經(jīng)肽BDNF在內(nèi)的其他功能基因的突變。不過，對(duì)于其他大多數(shù)人來說，體重的變化往往源于部分基因的組合以及與環(huán)境的互動(dòng)。

　　根據(jù)全基因組關(guān)聯(lián)研究，已經(jīng)確認(rèn)了幾種可能影響體重的基因，其中就有FTO基因。盡管對(duì)該基因的功能尚未認(rèn)識(shí)，但其內(nèi)部DNA序列的變化足以導(dǎo)致3——5公斤體重的差異。像FTO這樣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以引起肥胖的基因在總體人群中并不怎么起眼，因此尚不清楚它們是如何引發(fā)肥胖的。抑或是通過不同單基因的突變，或是通過多種基因潛在的復(fù)合影響，或者兩種情形都存在。

　　瘦素能長(zhǎng)期維持穩(wěn)定的能量?jī)?chǔ)存，而另一種系統(tǒng)則使血液中的養(yǎng)分在短時(shí)期內(nèi)維持相對(duì)穩(wěn)定的水平。該系統(tǒng)由血源性和神經(jīng)性信號(hào)組成，控制著人體的饑餓感和飽腹感。其中，血源性信號(hào)既包括代謝物――如葡萄糖，也許會(huì)有氨基酸和脂肪酸，也包括消化系統(tǒng)荷爾蒙――如胃荷爾蒙葛瑞林以及諸如GLP——1、YY肽、膽囊收縮素、鈴蟾肽和胰淀素等腸肽。這些短期信號(hào)作用于腦干和下丘腦的神經(jīng)元，從而調(diào)節(jié)食物的攝入以及各餐的間隔。這種短效系統(tǒng)和長(zhǎng)效系統(tǒng)(瘦素)之間通常保持互動(dòng)。

　　食物攝入與體重是由一個(gè)反饋回路控制。以上短效系統(tǒng)和長(zhǎng)效系統(tǒng)是由脂肪和腸道在內(nèi)的許多組織構(gòu)成，從這些組織發(fā)出的信號(hào)匯聚到大腦集成中心并在那兒解碼。然后，神經(jīng)傳導(dǎo)通路會(huì)控制食物的攝入以及一些外圍組織的新陳代謝。目前，人們?cè)谡J(rèn)識(shí)控制食物攝入的神經(jīng)傳導(dǎo)通路方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展；但是，對(duì)于調(diào)節(jié)能量消耗、脂肪和葡萄糖新陳代謝的環(huán)路仍然停留在膚淺的認(rèn)識(shí)層面。

一旦體重增加，脂肪組織就會(huì)分泌更高水平的瘦素，此時(shí)，荷爾蒙進(jìn)入大腦，并與瘦素受體結(jié)合，使人產(chǎn)生飽腹感，減少食物的攝入。反之，如果體重減輕，瘦素分泌水平就會(huì)減少，因而食物攝入就會(huì)增加。體重就這樣維持相對(duì)不變

　　體重的減輕有利于緩解與肥胖有關(guān)的醫(yī)學(xué)并發(fā)癥，哪怕只是減少5——7公斤，對(duì)健康都大有裨益。但更多的減少則很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樯飳W(xué)因素在其中發(fā)揮著相應(yīng)的作用。因此，對(duì)肥胖者的建議是：盡己所能促進(jìn)健康。譬如攝取對(duì)心臟健康有益的飲食，進(jìn)行身體鍛煉，盡力減肥，但也要符合健康的要求，大可不必被迫達(dá)到“正?！斌w重。

　　減肥外科手術(shù)是一種有效治療肥胖的方法，它通過改變胃腸道的組織結(jié)構(gòu)來減少食物攝入或吸收。但手術(shù)過程中可能會(huì)引發(fā)重大疾病甚至死亡，因此，這一療法只供那些身陷重大醫(yī)學(xué)難題的病人使用。另外，即使手術(shù)過后，食物攝入量顯著減少，大多數(shù)病人仍然歸于肥胖(BMI值大于30)。這一事實(shí)凸顯了病態(tài)肥胖者與恢復(fù)正常體重者之間的生物學(xué)差異。

解決肥胖應(yīng)以健康為本

　　迄今為止，人們對(duì)減肥外科手術(shù)的作用機(jī)制尚不清楚。許多人認(rèn)為，它之所以有幫助，與其說是機(jī)械性的限制了食物攝取，不如說是手術(shù)改變了從胃腸道進(jìn)入大腦的神經(jīng)信號(hào)、新陳代謝信號(hào)和荷爾蒙信號(hào)。吸脂手術(shù)也是可供選擇的方法之一，但它只是短期有效，因?yàn)榇罅恐颈晃龊?，瘦素水平隨之下降，而食物攝入就會(huì)增加，直到最終恢復(fù)原來的肥胖度。而對(duì)那些瘦素水平較低的肥胖者來說，瘦素重置法是一種可行的療法，它能大幅度減輕體重。對(duì)于小范圍發(fā)生瘦素突變的肥胖者而言，采取該療法后可獲得明顯效果，并且尚未發(fā)現(xiàn)任何缺陷。

　　目前為止，有關(guān)肥胖的研究取得了兩方面的進(jìn)展：一是識(shí)別控制飲食的神經(jīng)傳導(dǎo)通路，二是掌握了如何通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動(dòng)來影響飲食行為。譬如，對(duì)光的控制，包括被稱為視紫紅質(zhì)通道的光激活離子通道，可以用來檢測(cè)激活或抑制神經(jīng)元的效果；另外，人們近來開始使用功能顯像來繪制人腦中飲食控制區(qū)域的圖像，這些研究揭示了神經(jīng)生物學(xué)與心理學(xué)之間的聯(lián)系。在針對(duì)肥胖療法的深入研究方面，現(xiàn)有資料顯示，瘦素和胰淀素共同發(fā)出信號(hào)而導(dǎo)致體重的減輕?，F(xiàn)在的目標(biāo)是對(duì)以上綜合療法的安全性和長(zhǎng)期療效進(jìn)行評(píng)估。

與行為、遺傳及新陳代謝相關(guān)的信號(hào)通過外圍組織匯聚到大腦集成中心，經(jīng)過處理，大腦會(huì)對(duì)飲食進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)也向特定的外圍組織發(fā)送指令調(diào)節(jié)新陳代謝

　　目前需要解決的一個(gè)至關(guān)重要的問題是，不同形式的輸入是如何引發(fā)飲食反應(yīng)的。我們還不清楚，控制飲食的大腦中心區(qū)是如何表達(dá)這種復(fù)雜信息的，甚至不知道這些大腦中心區(qū)的確切位置。解決了這些問題也許可以揭示，在一定的神經(jīng)生物學(xué)程度上，減肥的主觀愿望如何以及為什么受制于飲食驅(qū)動(dòng)力。另外一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題是，我們需要明確哪些遺傳變異會(huì)造成體重差異。

　　當(dāng)前，沒有了饑餓的風(fēng)險(xiǎn)，而肥胖的存在只會(huì)引發(fā)各種疾病，如此，人類的進(jìn)化必然趨于抵制肥胖。在瑙魯，隨著高熱量飲食成為時(shí)尚，糖尿病發(fā)病率大幅上升，但接著又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這就意味著，當(dāng)糖尿病發(fā)病率達(dá)到很高的時(shí)候，人體就出現(xiàn)了反制糖尿病的進(jìn)化選擇。另有證據(jù)顯示，美國的肥胖發(fā)病率也已處在一個(gè)穩(wěn)定的水平。因此，在未來的十幾年里，人們的體重會(huì)保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。

　　不管未來的趨勢(shì)如何，制定有效而且安全的針對(duì)肥胖的療法是至關(guān)重要的，也是可能的。不過，短時(shí)期內(nèi)不太可能開發(fā)出能使病態(tài)肥胖者恢復(fù)正常的藥物。哪怕真有此類藥物，也不能確定是否完全對(duì)健康有益。我們應(yīng)該集中精力制定一種療法，使人們能夠減少適量的體重并維持合理的水平，從而促進(jìn)身體健康。實(shí)際上，肥胖主要?dú)w因于生物學(xué)因素，人們最好不要妄加指責(zé)，以減輕肥胖人群的壓力，鼓勵(lì)他們更多地改善健康。這樣，才能更好地反映大家的共同心愿。

資料來源 Nature

責(zé)任編輯紹衡

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