综述:肥胖:病理生理学和治疗干预措施

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Molecular Biomedicine 6.3

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  这篇综述深入探讨肥胖问题,详细阐述其病理生理学机制,涵盖能量失衡、激素调节异常等多个方面,分析肥胖相关并发症,如 2 型糖尿病(T2DM)、心血管疾病(CVD)等,同时评估现有及新兴治疗手段,为肥胖治疗提供全面参考。

  

肥胖:现状与挑战


肥胖已从局部健康问题演变为全球公共卫生危机,影响着数亿人。它是一种慢性代谢紊乱疾病,以脂肪组织异常扩张、慢性炎症和神经内分泌失调为特征,常引发多种严重并发症,如 2 型糖尿病(T2DM)、心血管疾病(CVD)等 ,显著增加死亡率。尽管营养科学和公共卫生举措不断发展,但肥胖的预防和持续体重管理效果仍不理想,凸显出开发新型安全有效治疗药物的紧迫性。

肥胖的病理生理学机制


  1. 能量平衡与代谢适应失衡:能量平衡由摄入、消耗和储存三部分组成,肥胖时能量摄入超过消耗,多余能量储存于脂肪细胞。脂肪组织分为白色脂肪组织(WAT)、棕色脂肪组织(BAT)和米色脂肪组织(BeAT)。WAT 主要储存能量,BAT 促进能量消耗和产热,BeAT 兼具二者特性。WAT 棕色化可增强能量代谢,改善代谢健康,但线粒体功能障碍和 WAT 棕色化受抑制会导致代谢紊乱,引发胰岛素抵抗(IR)等疾病。
  2. 激素调节紊乱:脂肪细胞分泌多种细胞因子,如瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin)等,参与食欲、饱腹感和体脂含量调节。瘦素由肥胖基因编码,与受体结合调节食欲和能量代谢,但高脂饮食(HFD)等因素可导致瘦素抵抗,引发食欲亢进和体重增加。胰岛素抵抗与肥胖相互影响,高胰岛素血症促进脂肪分解和游离脂肪酸(FFA)释放,导致异位脂质沉积和脂毒性。胃饥饿素(ghrelin)、GLP-1 等激素也在能量平衡调节中发挥重要作用,其功能异常与肥胖相关。
  3. 神经控制异常:下丘脑弓状核(ARC)是调节进食行为和能量平衡的关键中枢,包含 POMC 和 NPY/AgRP 两类神经元,分别抑制和促进食欲。长期营养过剩会抑制神经发生,破坏下丘脑稳态调节,引发炎症,干扰神经肽分泌,导致食欲和代谢调节紊乱。
  4. 炎症与免疫反应失调:肥胖时脂肪组织发生炎症,功能失调的脂肪细胞和免疫细胞分泌促炎细胞因子,引发全身低度炎症,激活多条代谢通路,如 TLR4/PI3K/Akt、ER 应激和 NLRP3 炎性小体通路等,导致 IR 和代谢紊乱。肥胖还影响免疫功能,使脂肪组织巨噬细胞(ATMs)等免疫细胞功能异常,加重炎症和 IR。
  5. 遗传与表观遗传因素:遗传因素对肥胖易感性影响重大,约 40 - 70% 的人类肥胖变异可归因于遗传。肥胖的遗传原因包括单基因和多基因变异,以及染色体异常。表观遗传修饰,如 DNA 甲基化、组蛋白修饰和 miRNA 调节,也与肥胖密切相关,受环境因素影响,可调节基因表达,影响肥胖发生发展。
  6. 肠道微生物群失调:肠道微生物群与肥胖关系密切,肠道菌群失衡与代谢疾病相关。通过粪便微生物群移植实验发现,肥胖者的肠道菌群可使受体小鼠体重增加和代谢功能紊乱。肠道微生物群的组成变化,如厚壁菌门与拟杆菌门比例(F/B 比)升高、双歧杆菌丰度降低等,以及短链脂肪酸(SCFAs)代谢异常,都参与肥胖的发生发展。

肥胖相关并发症


  1. T2DM:肥胖是 T2DM 的重要危险因素,肥胖引起的 IR、脂肪异位扩张、营养代谢异常等,可导致 β 细胞功能受损,血糖升高,引发 T2DM。同时,T2DM 也可能先于肥胖发生,二者相互影响。
  2. CVD:肥胖与多种心血管疾病相关,如中风、冠心病(CAD)、心力衰竭(HF)等。肥胖通过炎症、IR 等机制加速动脉粥样硬化进程,增加心血管疾病风险。此外,肥胖还与心律失常、心房颤动(AF)等心脏疾病密切相关。
  3. 非酒精性脂肪性肝病(NAFLD):随着肥胖患病率上升,NAFLD 的发病率也迅速增加。肥胖影响全身糖脂代谢,导致肝脏脂肪堆积,引发炎症、纤维化和肝硬化,部分患者可发展为肝细胞癌(HCC)。
  4. 肥胖相关呼吸障碍:肥胖与多种呼吸疾病相关,如哮喘、阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)等。肥胖导致肺和胸壁顺应性降低、气道狭窄等,影响呼吸功能。同时,肥胖还与 COVID-19 的易感性和严重程度相关。
  5. 肥胖相关肾病(ORN):肥胖是慢性肾脏病的重要病因之一,ORN 的发病率呈上升趋势。其病理机制包括机械应力和代谢紊乱,导致肾小球损伤、蛋白尿等,临床诊断需借助特定生物标志物。
  6. 肌肉骨骼损伤:肥胖与维生素 D(VD)缺乏相关,VD 缺乏影响骨健康,导致骨质疏松等疾病。同时,肥胖还增加关节炎等肌肉骨骼疾病的发病风险。
  7. 恶性肿瘤:肥胖是多种恶性肿瘤的重要危险因素,如子宫内膜癌、食管癌、肾癌等。肥胖通过多种机制促进肿瘤发生发展,增加癌症患者的死亡率。
  8. 心理并发症:肥胖与抑郁、焦虑等心理疾病常共病,二者相互影响。肥胖者常出现饮食失调,如暴饮暴食,同时代谢和血管功能障碍也增加心理疾病风险。
  9. 其他并发症:肥胖还与不良妊娠结局、多囊卵巢综合征(PCOS)、颞下颌关节骨关节炎(TMJ OA)、急性胰腺炎(AP)等疾病相关,对健康造成多方面影响。

肥胖的治疗干预措施


  1. 生活方式改变:包括饮食调节、运动优化和行为适应,是肥胖治疗的基础。合理饮食可调节脂质参数和炎症介质,如间歇性禁食、抗炎饮食等有助于减轻体重。运动能改善代谢健康,减少肥胖风险,但生活方式干预存在依从性差和效果有限的问题。
  2. 药物治疗
    • 现有抗肥胖药物:目前 FDA 批准的抗肥胖药物有多种,如苯丁胺、奥利司他等,但这些药物存在不良反应,如心血管风险、胃肠道并发症等。GLP-1 受体激动剂(GLP-1 RAs)等新型药物虽有较好疗效,但也面临停药率高、安全性等问题。
    • 天然化合物:具有潜在抗肥胖活性的天然化合物如姜黄素、染料木黄酮、黄连素(BBR)等受到关注。BBR 通过多种机制发挥抗肥胖作用,如抑制脂肪细胞分化、促进 WAT 棕色化、调节脂质代谢和肠道菌群等,但存在口服生物利用度低的问题,需探索新的剂型提高其疗效。

  3. 减肥手术:适用于严重肥胖或对药物和生活方式干预无反应的患者,可显著减轻体重,改善代谢紊乱和相关并发症。常见手术方式包括袖状胃切除术(SG)、Roux-en-Y 胃旁路术(RYGB)等,但手术存在风险,如营养缺乏、手术并发症等,术后需进行营养支持和并发症管理。
  4. 新兴疗法
    • 新型药物和靶点:如白细胞介素 - 2(IL-2)、11β- 羟类固醇脱氢酶 1(11β-HSD1)抑制剂等,通过不同机制发挥抗肥胖作用,但大多处于研究阶段,需进一步验证其安全性和有效性。
    • 设备疗法:基于移动智能设备的健康干预和一些新型医疗设备,可改善肥胖相关参数,为肥胖治疗提供新途径。
    • 基因疗法:通过调节基因表达或改变微生物群,在肥胖治疗方面展现出潜力,但仍需更多研究确定其长期效果和安全性。


结论与展望


肥胖在全球范围内日益流行,其复杂的病理生理学机制和众多并发症给治疗带来挑战。当前治疗方法各有局限性,未来研究应聚焦于临床验证潜在抗肥胖药物,提高天然化合物的生物利用度,探索个性化治疗方案,开展早期干预和预防,以及开发非手术替代疗法等,以推动肥胖治疗领域的发展,改善患者健康状况。

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