4周运动减肥对肥胖青少年血浆致动脉粥样硬化指数和脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2的影响

林云 陈文鹤

上海体育学院运动科学学院（上海 200438）

有氧运动减肥是治疗肥胖症的有效手段。肥胖症患者多存在内分泌代谢功能紊乱，伴有血脂异常、胰岛素抵抗和血管慢性炎症等，这些因素与血管粥样硬化斑块的形成密切相关，对身心健康构成严重威胁。当今社会儿童青少年肥胖症发病率迅猛上升，不仅影响儿童少年期的健康状况，也是成人期诱发心血管系统疾病的重要危险因素。动脉粥样硬化的低龄化趋势需要受到重视，干预儿童少年肥胖是预防成人血管疾病的重要任务。血浆致动脉粥样硬化指 数 （Atherogenic index of plasma，AIP） 是 由Dobiasova在2001年提出的一项新的血脂指标，可有效反映受试者发生动脉粥样硬化的危险度［1］。脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2（Acyl-coenzyme A cholesterol acyltransferase 2，ACAT2） 是一种催化游离胆固醇酯化为胆固醇酯的催化酶，与动脉粥样硬化的发生关系密切，是促发血管动脉粥样斑块形成的潜在危险因素［2］。因此，本研究通过观察肥胖青少年经4周运动减肥夏令营后胰岛素、血脂、血浆致动脉粥样硬化指数和脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2等动脉粥样硬化致病相关因子的变化，为运动减肥改善肥胖儿童少年代谢紊乱并在一定程度上降低其动脉粥样硬化发病风险提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

以参加2011年7月上海巅峰运动减肥夏令营的30名肥胖青少年（男、女各15名）为研究对象，年龄（13.20±1.42）岁，BMI为（31.55±2.95），均为中国汉族人。入营前除了参加各自校内规定的体育课以外均无额外的体育锻炼，入营前均接受专业医生体格检查和病史问询，无遗传病史、无吸烟史，否认心血管、肝脏、肾脏、呼吸系统等疾病史，未曾使用减肥药物。本研究过程经上海体育学院伦理委员会批准，获受试者本人及家长同意，并签署书面同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 实验实施方法

采用有氧运动为主结合适当饮食控制的方法进行减肥，持续4周。运动项目主要包括羽毛球、乒乓球、篮球等球类运动以及慢跑、快走、游泳、功率自行车等。运动中，由专业人员通过POLAR表监控受试对象心率，运动心率基本控制在心率储备的20%~40%，以确保运动强度在中小强度的有氧运动范围内。研究对象每天运动2次，每次2小时，运动前后各进行15~20分钟准备活动及整理活动。根据测得受试者基础代谢率，计算其每日总热能生理需要量，饮食控制以保证肥胖青少年每日总能量生理需要量为原则。由专业营养师配餐和分餐，糖、脂肪、蛋白质的热能供给比例约为60%~70%、10%~15%、20%~25%，并供给必需脂肪酸、必需氨基酸、维生素等营养素。

1.2.2 指标测试方法

分别于运动减肥前一天和4周运动减肥最后一天进行形态与血液指标测试。采用日本Combi Fitness Station人体成分分析仪测定受试对象身高、体重、体脂率等身体形态指标，计算身体质量指数［BMI=体重（kg）/身高（m）2］。 使用一次性负压静脉血样采集器，采集清晨空腹状态同侧肘静脉血，室温静置30min后，以3000 r/min离心10min提取血清，将血清样本送至上海艾迪康医学检验中心检测。采用放射免疫法测定胰岛素（INS），采用酶联免疫法测定血脂四项，即甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇 （HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），以及脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2（Acyl-coenzyme A cholesterol acyltransferase 2，ACAT2），并计算血浆致动脉粥样硬化指数（Atherogenic index of plasma，AIP），AIP=Log （TG/HDL-C）。

1.2.3 统计学分析

所有测得数据均用均数±标准差 （Mean±SD）表示，采用SPSS17.0软件进行统计与分析。采用配对样本t检验比较运动减肥前后各项指标的变化。

2 结果

2.1 体重、体脂率、BMI

经过4周有氧运动，肥胖青少年体重、体脂率、BMI均显著下降（P<0.01），其中男、女体重分别下降了（7.22±1.66）kg和（6.31±2.19）kg，男、女体脂率分别下降了（7.71±2.57）%和（5.11±1.82）%，男性BMI由（32.26±2.21） 下降至 （29.32±2.20）， 女性BMI由（30.84±3.47）下降至（28.27±3.11）。 如表1所示。

2.2 胰岛素、血脂水平和AIP、ACAT2

经过4周有氧运动减肥，肥胖青少年血清INS水平显著下降（P<0.01），男性胰岛素下降了（61.04±38.12）pmol/L， 女性胰岛素下降了 （60.07±29.31）pmol/L；TG、TC、HDL-C、LDL-C均 显 著 下 降 （P<0.01），HDL-C/LDL-C比值升高（P<0.01），有统计学意义；AIP及ACAT2水平亦显著下降（P<0.01）。如表2所示。

3 讨论

3.1 4周有氧运动减肥对体重、体脂率、BMI的影响

肥胖与能量摄入和消耗失衡密切相关。长期能量摄入超过消耗，体内过多能量以脂肪的形式储存。体重、体脂率、BMI是评价肥胖程度与减肥效果的常用指标［3，4］。 本研究中，肥胖青少年经过4周有氧运动减肥，其体重、体脂率、BMI均显著下降。其中，男性体脂率由（47.61±6.17）%下降至（39.91±6.76）%、BMI由（32.26±2.21）下降至（29.32±2.20），女性体脂率由（43.89 ±5.11）% 下 降 至 （38.78 ±4.19）% 、BMI由（30.84±3.47）下降至（28.27±3.11）。 长时间中小强度有氧运动增强脂肪分解，释放出的游离脂肪酸为骨骼肌所摄取，为骨骼肌运动提供能量，同时降低体内脂肪含量，体重、BMI亦随之下降。因此，4周有氧运动有效改善了肥胖青少年的肥胖程度，取得良好的减肥效果。

表1 4周运动减肥前后体脂率和胰岛素的变化

表2 4周运动减肥前后胰岛素、血脂、ACAT2和AIP的变化

3.2 4周有氧运动减肥对胰岛素、血脂、AIP的影响

作为动脉粥样硬化的诱发因素之一，胰岛素抵抗可引起血脂紊乱、炎症及其他代谢障碍，是一系列潜在的心血管高危因素的协同因素［5，6］。本研究中，30名肥胖青少年胰岛素水平明显升高，已存在胰岛素抵抗的倾向。随着肥胖程度加剧和肥胖时间的延续，如果得不到及时纠正，势必产生胰岛素抵抗，这是诱发动脉粥样硬化的潜在危险因素。经过4周有氧运动减肥，肥胖青少年胰岛素水平显著下降，男性和女性的下降幅度分别为 （61.04±38.12）pmol/L和（60.07±29.31）pmol/L。 因此，4周有氧运动减肥有效改善了肥胖青少年胰岛素水平，提高其胰岛素敏感性，有助于减轻肥胖青少年发生胰岛素抵抗、诱发动脉粥样硬化的风险。

肥胖青少年往往存在明显脂代谢紊乱，易引起血管内皮细胞上炎性细胞聚集，发生血管内皮舒缩、凝血、黏附功能障碍，这也是动脉粥样硬化发生的潜在危险因素［7］。本研究中，4周有氧运动显著降低了肥胖青少年TG、TC、LDL-C水平，改善了肥胖青少年血脂代谢。HDL-C通过将胆固醇逆向运输到肝脏，从而减少胆固醇在动脉壁沉积，抵抗动脉粥样硬化发生［8，9］。 本实验的肥胖青少年尽管在运动后HDL-C明显降低，但HDL-C/LDL-C比值升高有统计学意义，推测由于运动减肥使总胆固醇水平下降引起HDL降低，而HDL下降幅度明显小于LDL-C，表明运动减肥有效改善了肥胖青少年脂代谢紊乱。

血浆致动脉粥样硬化指数作为一项血脂分析指标，能反映受试者发生动脉粥样硬化的危险性［1，10，11］。AIP定义为TG与HDL-C比值的对数值，是测量LDL颗粒直径的间接指标，AIP与LDL颗粒直径大小呈明显负相关。大量研究表明，颗粒小而密的LDL易进入血管壁，当过多LDL进入动脉壁而超过其清除率时，可聚集在血管壁上形成斑块，诱发血管粥样硬化的形成。而且，LDL在血管壁内氧化应激后，易被活性氧修饰为ox-LDL，增强平滑肌细胞、巨噬细胞增殖及炎性细胞对血管壁的粘附能力，增大血管动脉粥样斑块形成的几率。有研究发现，LDL颗粒直径每减少0.65 nm，机体发生冠心病的风险增加35%［12］，可采用AIP评估发生高血压、Ⅱ型糖尿病患者发生动脉粥样硬化、心脑血管疾病及血脂代谢综合征的危险度［13-15］。机体AIP水平越高，发生动脉粥样硬化的风险越大。本研究中，肥胖青少年经过4周有氧运动减肥，其AIP水平均显著下降，其中男性由（0.08±0.22）下降至（-0.28±0.21），女性由（0.08±0.23）下降至（-0.13±0.27）。这反映了运动减肥改善血脂的同时，对降低动脉粥样硬化的发病风险也具有重要意义。

3.3 4周有氧运动减肥对ACAT2的影响

脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2与动脉粥样硬化的发生关系密切，高水平ACAT2是发生动脉粥样硬化的潜在危险因子。ACAT2是一种位于细胞内质网上的膜蛋白，主要生理功能是催化游离胆固醇接受脂酰辅酶A的脂酰基形成胆固醇酯，对调节细胞内胆固醇代谢平衡有重要意义［16］。经过ACAT2的催化，胆固醇酯与甘油三酯、胆固醇、磷脂在微粒体甘油三酯转运蛋白的运送下装配成极低密度脂蛋白（VLDL），由肝脏分泌进入血液。 VLDL以ApoB100为主要载脂蛋白，是VDL的前体，当过多的LDL进入动脉壁而超过其清除率时，可聚集在血管壁上形成斑块，诱发血管粥样硬化的形成［17］。动物实验发现，对存在动脉粥样硬化的载脂蛋白E缺乏型小鼠敲除ACAT2基因后，其动脉粥样硬化病变程度较未敲除ACAT2组得到抑制和缓解，含ApoB的脂蛋白核心是甘油三酯而非胆固醇酯，提示由ACAT2介导的胆固醇酯是动脉粥样硬化形成的重要环节［2］。不仅如此，泡沫细胞是动脉粥样硬化的典型损害之一，单核/巨噬细胞参与动脉粥样硬化的全过程，是在泡沫细胞形成过程中的主要介导者。研究表明，在动脉粥样硬化形成过程中，单核/巨噬细胞内的ACAT2转录及表达增加，ACAT2活性上升，具备了更强大的将胆固醇和脂肪酸合成为胆固醇酯的能力，导致大量胆固醇酯在细胞内沉积，促进泡沫细胞形成，从而加速动脉粥样硬化的发生发展［18］。有学者研究高胆固醇喂食小鼠后发现，抑制小鼠肝细胞和肠上皮细胞的ACAT2酶活性，能显著降低肝脏合成、分泌VLDL能力，缓解肥胖型脂肪肝的病变程度，对形成血管粥样斑块也起到了抑制作用［19］。本研究中，经过4周有氧运动减肥，男性肥胖青少年ACAT2显著下降，由（708.24±229.85）pg/ml降至（561.82±156.48）pg/ml，女性ACAT2亦显著下降，由（610.61±195.23）pg/ml降至（528.18±118.94）pg/m l，可能是运动减肥降低胆固醇水平，导致ACAT2水平降低。

4 总结

4周有氧运动减肥明显降低肥胖青少年肥胖程度，改善其胰岛素敏感性和血脂代谢状况，降低血浆致动脉粥样硬化指数和脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶2，一定程度上降低了动脉粥样硬化发病的风险。

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