编辑推荐:
为应对肥胖、代谢综合征(MetS)等疾病引发的心血管疾病(CVDs)挑战,研究人员探索其关联,为防治提供策略。
# 肥胖、代谢综合征、糖尿病与心血管疾病的关联研究:探索前沿成果与防治策略
在现代社会,人们的生活方式和饮食习惯发生了巨大变化,肥胖、代谢综合征(MetS)、糖尿病等慢性疾病的发生率如火箭般蹿升,而这些疾病又与心血管疾病(CVDs)紧密相连,如同一条危险的 “导火索”,严重威胁着全球公众的健康。想象一下,原本健康的身体,因为肥胖引发一系列代谢紊乱,进而增加患糖尿病和心血管疾病的风险,这无疑给个人和社会带来了沉重的负担。据统计,全球范围内,这些疾病导致的死亡人数逐年上升,已成为亟待解决的公共卫生难题。
为了破解这一复杂的健康谜题,来自印度公共卫生甘地纳格尔研究所和乔治国王医科大学的研究人员 Abhishek Gupta、Komal Shah、Vani Gupta 等展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Discover Public Health》杂志上,为我们揭示了这些疾病之间的内在联系,以及潜在的防治策略,对全球健康事业意义非凡。
研究人员采用了多种关键技术方法。流行病学研究方面,借助 Framingham Heart Study、INTERHEART 研究等大型队列和调查,分析肥胖、糖尿病与 CVDs 的关联及代谢风险因素;在基因组和生物标志物研究中,运用多组学技术,包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学,结合人工智能和机器学习,剖析疾病的遗传易感性和代谢机制;此外,还通过临床试验评估治疗肥胖及相关并发症的药物和疗法的疗效。
下面来具体看看研究的主要结果:
1. 流行病学研究成果
流行病学研究证实了肥胖、糖尿病和 CVDs 之间存在紧密关联。像 Framingham Heart Study 这样的大型前瞻性研究发现,肥胖引发的代谢紊乱,如胰岛素抵抗和慢性炎症,是 MetS 和糖尿病的重要诱因,而这两种疾病又是 CVDs 的主要危险因素。例如,研究表明,高体重指数(BMI)、高空腹血糖和高血压等代谢风险因素相互作用,显著增加了心血管疾病的发病风险。同时,INTERHEART 研究指出,中心性肥胖在全球范围内都会升高心血管疾病风险因素,凸显了生活方式调整和早期干预,尤其是减少腹部脂肪的重要性。
另外,基于聚类概念的流行病学研究让研究人员对代谢健康有了更深入的理解。研究发现,具有相似 BMI 值的个体,由于代谢健康状况不同,患心血管疾病的风险可能截然不同,如代谢健康型肥胖(MHO)和代谢不健康型正常体重(MUHNW)等表型。脂肪分布,特别是内脏脂肪堆积,对心血管代谢风险影响巨大。聚类分析还发现了与肥胖相关的轻度糖尿病和严重胰岛素抵抗型糖尿病等亚表型,不同亚表型与糖尿病相关并发症(如心血管疾病、肾功能障碍和死亡)的风险存在差异。这种聚类方法超越了传统的二元分类,为精准医学提供了支持。
2. 临床试验和治疗干预
临床试验在评估针对肥胖及其相关并发症的治疗效果方面发挥着关键作用。目前,GLP - 1 受体激动剂、SGLT2 抑制剂和他汀类药物等正在研究中,有望在治疗糖尿病的同时降低心血管疾病风险。生活方式干预,如减重、增加体育活动和改善饮食,已被证明可以预防 MetS 和 CVDs。此外,针对炎症、胰岛素敏感性和脂质代谢的新兴疗法,为肥胖、糖尿病和 CVDs 的治疗开辟了新途径。英国生物银行(UK Biobank)等大型研究将临床结果与遗传数据相结合,进一步加深了人们对这些疾病相互作用的理解。
3. 基因组和生物标志物方法
基因组学和生物标志物研究的进展让我们对肥胖、糖尿病和 CVDs 的遗传易感性有了更清晰的认识。研究发现,瘦素和脂联素等脂肪因子在维持代谢平衡和心血管健康方面起着重要作用。同时,对调节胰岛素敏感性、脂质代谢和炎症的基因中的单核苷酸多态性(SNPs)的研究,有助于识别影响肥胖向 MetS 和糖尿病转变的遗传因素。C 反应蛋白(CRP)和白细胞介素 - 6(IL - 6)等生物标志物也在研究肥胖、糖尿病与心血管疾病结局之间的联系中发挥着重要作用。
多组学技术的整合,借助先进的计算工具、人工智能和机器学习,能够分析大规模数据集,从而识别新的生物标志物、治疗靶点和代谢途径。例如,代谢组学研究发现,支链氨基酸在肥胖个体中升高,与胰岛素抵抗和 CVD 风险相关。全基因组关联研究(GWAS)揭示了 FTO 和 TCF7L2 等基因的变异,有助于理解肥胖的发病机制。将组学与机器学习相结合,能够更好地预测疾病进展并制定个性化治疗策略。
4. 分子机制和病理生理学
肥胖、MetS、糖尿病和 CVDs 之间的相互关联有着复杂的分子机制和病理生理过程。肥胖是由于能量摄入与消耗失衡,导致脂肪过度积累,脂肪细胞肥大引发慢性低度炎症,分泌肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和白细胞介素 - 6(IL - 6)等促炎细胞因子,这些因子损害胰岛素信号通路,导致胰岛素抵抗,而胰岛素抵抗是 MetS 的标志之一,还包括高血压、血脂异常和高血糖等症状。
从肥胖发展为 2 型糖尿病,胰岛素敏感性进一步恶化,胰腺 β 细胞功能受损。肥胖时,增大的脂肪细胞释放游离脂肪酸,导致脂肪毒性,损害胰腺 β 细胞,影响胰岛素分泌。同时,肝脏中异位脂肪积累引发代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD,原称非酒精性脂肪性肝病 NAFLD),加剧胰岛素抵抗和高血糖。肝脏胰岛素反应受损,通过增加肝糖合成和释放促炎介质,进一步加重全身代谢紊乱,增加心血管疾病风险。
区分脂肪肝和内脏肥胖在胰岛素抵抗和 CVD 风险中的作用十分关键。脂肪肝与肝脏胰岛素抵抗和肝细胞因子(如胎球蛋白 - A)释放有关,这些因素会损害全身胰岛素信号、增加炎症和促进致动脉粥样硬化性血脂异常,直接增加 CVD 风险。而内脏肥胖表现为腹部器官周围脂肪过多,会导致脂肪因子合成失调,脂联素水平降低,促炎细胞因子水平升高,进而引发全身胰岛素抵抗。研究表明,内脏脂肪比单纯的脂肪肝更能预测前驱糖尿病和糖尿病,只有同时存在高内脏脂肪和肝脏脂肪的个体,CVD 风险才会显著增加。综合聚类方法测量肝脏和内脏脂肪水平,以及肝细胞因子和脂肪因子(如胎球蛋白 - A 和脂联素),有助于深入了解它们的单独和联合作用,为精准医学和个性化治疗提供依据。
心血管疾病通常是肥胖和糖尿病相关代谢紊乱的结果。胰岛素抵抗和血脂异常相互作用,促进动脉粥样硬化的发展。低密度脂蛋白(LDL)胆固醇和甘油三酯水平升高,高密度脂蛋白(HDL)胆固醇水平降低,会加重内皮功能障碍和血管炎症。此外,氧化应激增加和活性氧(ROS)生成导致血管损伤,最终引发高血压、心肌梗死和中风风险增加。脂肪因子在这些疾病的相互关联中也起着重要作用,肥胖时脂联素减少,抵抗素和瘦素水平升高,进一步促进胰岛素抵抗和炎症,推动 MetS 和 CVDs 的发病进程。
5. 公共卫生和预防策略
公共卫生研究已将重点转向预防肥胖及其代谢后果的措施。推广健康饮食、增加体育活动和减少含糖饮料消费的举措,在降低肥胖率和减少 MetS、糖尿病和 CVDs 相关风险方面显示出积极前景。对高危人群进行 MetS 和前驱糖尿病的早期筛查,被认为是预防糖尿病和 CVDs 的一种经济有效的方法。国家政策,如征收糖税和食品标签,在社会层面解决这些问题方面发挥着重要作用。
总的来说,这项研究全面深入地揭示了肥胖、MetS、糖尿病和 CVDs 之间的相互关联。通过流行病学、基因组学、分子机制等多方面的研究,明确了疾病发生发展的关键因素和途径,为个性化干预和预防策略的制定提供了科学依据。从公共卫生角度出发,提出的预防策略有助于从源头控制疾病的发生。然而,目前仍面临一些挑战,如临床实践中数据的可用性和相关定义的标准化等问题。未来,需要进一步加强基础研究与临床应用的结合,不断完善防治策略,以应对全球范围内这些相互关联疾病带来的严峻挑战,守护公众的健康。
下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究
10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!
欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书
单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析
下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》