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青少年肥胖的危害、发生机制和防治概述

2018-11-29钟磊发周谷城范艳艳肖义军

生物学教学 2018年8期
关键词:瘦素肥胖者受体

钟磊发 周谷城 范艳艳 肖义军

(福建师范大学生命科学学院 福州 350108)

青少年肥胖现象日益增多,作为全球性的公共卫生问题,青少年肥胖的危害已越来越引起人们的重视。本文概述青少年肥胖的危害、发生机制以及预防与治疗对策。

1 青少年肥胖的危害

肥胖(obesity)是由于能量积累大于能量消耗,多余能量以脂肪形式储存于体内而引起,是人体脂肪过多的外在表现。肥胖会对青少年的生理、心理和智力造成不良影响。

1.1 肥胖对青少年生理的影响 青少年肥胖首先表现在体重增加,加以青少年机体代谢旺盛,就需要消耗较多氧气来维持机体代谢,这会让他们行动迟缓。青少年肥胖者还常常伴有平足、膝内弯、脊柱和椎间软骨损害等问题。肥胖引起的高胆固醇和高脂肪酸会抑制免疫系统功能,降低机体抗感染能力,所以青少年肥胖者抗病能力常低于同龄人。过度肥胖容易造成脑垂体后叶脂肪化,影响性激素和生长激素分泌,从而严重影响青少年的生长发育与性成熟。此外,肥胖还与许多成年期慢性病的患病率和病死率相关联,包括糖尿病、高血压、脂肪肝、脑卒中和动脉粥样硬化症等。

1.2 肥胖对青少年心理的影响 由于肥胖常给人以臃肿、笨拙、迟钝等印象,因此青少年肥胖者在集体中常成为被嘲笑捉弄的对象,这会严重影响他们参加集体活动的积极性。同时,恐惧和不安等情绪容易使青少年肥胖者形成内向、孤僻的性格,影响其正常交往和健全人格的形成。

1.3 肥胖对青少年智力的影响 肥胖不仅对青少年生理和心理造成危害,对智力也会产生一定的负面影响。Elias等[1]研究认为肥胖会影响人的推理能力、语言能力和记忆力,并指出男性腹部肥胖会影响脑部供血量,减少脑部活动。常见的“肥胖脑”的形成就是因为肥胖者脂肪过多堆积到大脑皮层而引起: 过多的脂肪缩小了大脑沟回间隙,导致脑褶皱减少,造成神经网络发育不完全或受损,进而影响脑反应的敏捷性。

2 青少年肥胖的发生机制

肥胖的发生是遗传因素与环境因素综合作用的结果,遗传决定肥胖发生的易感性,环境因素则促进肥胖的形成。本文从遗传、膳食和环境内分泌干扰物三个方面简要分析青少年肥胖的成因。

2.1 青少年肥胖的遗传因素 对于肥胖基因的研究发现,肥胖症表现为多基因遗传。与肥胖有关的负责体重调节的“主基因”位于2、10、11和20号染色体上,其中关键基因是Ob基因(obesity gene)和Ob受体基因(obesity receptor gene),两者的表达产物分别是瘦素(leptin,由脂肪细胞合成分泌的蛋白质类激素)和瘦素受体。瘦素通过下丘脑摄食中心来影响体脂和体重,其神经机制主要由两部分构成: 一是与高水平瘦素相关的黑皮素4受体系统(mehmocortin 4 receptor);二是与低水平瘦素相关的神经肽Y(neuropeptide Y)递质系统。当体脂含量升高时,瘦素水平也升高,高水平瘦素会刺激下丘脑代谢调节中枢,促使垂体产生α-促黑素,然后α-促黑素激活室旁核上的黑皮素4受体系统,产生饱食信号,抑制摄食行为[2]。当体脂含量减少时,瘦素水平亦减少,低水平瘦素通过调节神经肽Y递质系统,刺激下丘脑弓状核(arcuate nucleus)产生神经肽Y,神经肽Y与其受体结合后发出信号,兴奋交感神经,同时抑制副交感神经,促进进食行为[3]。血清中瘦素水平过低或者其受体发生不同程度缺陷都是青少年肥胖的可能原因,其中Ob基因与Ob受体基因突变是根源所在。Matsuoka等[4]曾对日本肥胖病人瘦素基因测序发现,在发现的7种变异中,其中Lys109Arg、Gln223Arg以及Ala976Asp三种序列变异频率分别高达79%、91%和100%。瘦素基因多态性是肥胖病人表型差异的重要原因。

2.2 青少年肥胖的膳食因素 青春期长期的高热量饮食、暴饮暴食以及不规律进食等不良习惯会直接增加青少年体内的脂肪含量,导致肥胖。膳食还可影响体内激素水平以及生长因子的释放来影响细胞代谢,间接导致肥胖的形成。研究发现,人体高水平的胃促生长素(ghrelin,一种胃肠道分泌的肽类激素)可刺激下丘脑弓状核释放神经肽Y引起进食行为,而食物中的宏量营养素(指糖类、脂肪、蛋白质三类营养素)可减少胃促生长素的分泌[5]。正常人体内脂肪过多时会抑制胃促生长素释放,从而减少进食行为。但青少年长期的高脂饮食习惯会使下丘脑对胃促生长素敏感性减低,故饥饿时机体会反射性增加胃促生长素分泌,导致饥饿感增加。而青少年往往自制力不足,饥饿状态下容易摄入过量食物,陷入越吃越胖、越胖越吃的怪圈[6]。

2.3 环境内分泌干扰物 除上述因素外,当前研究最热的是环境内分泌干扰物(environmental endocrine disrupting chemicals, EDCs)。EDCs是经由人类生产、生活活动释放到环境中的一类化学物质,能影响人体激素调节和脂肪正常代谢。与肥胖有关的环境内分泌干扰物被称为环境肥胖激素(environmental obesogens, EOs),主要有杀虫剂(pesticide)、重金属、双酚A(bisphenol A)、有机磷(organophosphorus)、氨基甲酸(carbamate)等。EOs多数是脂溶性物质,易富集在脂肪中。过量EOs与脂质分子结合会影响其正常分解和转化,引发机体一系列代谢综合征,因此青少年要尽量避免过度暴露于EOs中。此外,孕妇如果过度暴露于EOs的环境中,EOs可通过胎盘和脐带进入胎儿中,蓄积在胎儿体内引发青少年肥胖[7]。

3 青少年肥胖的防治

虽然肥胖与基因相关,但大量流行病学研究发现,过量饮食和缺乏运动是导致青少年肥胖的重要因素。控制饮食和适当的体育锻炼,必要时辅以药物治疗是目前预防和治疗青少年肥胖的基本措施。

3.1 饮食控制 膳食结构是影响体重的重要原因。幼儿期家庭喂养方式影响青少年肥胖,例如,人工喂养比母乳喂养易诱发青少年肥胖,除了喂养成分不同外,显著区别是母乳可通过分泌“水样”物质刺激婴幼儿味觉和嗅觉进而激发食欲控制,而牛乳却缺乏这种作用机制。有些营养素的摄入不仅对青少年时期的发育必要,而且可能影响终身,调整好饮食结构,使青少年身体发育良好又不至于招致肥胖是问题的关键。膳食中不同脂肪含量与比例,尤其是饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸比值大小与体脂密切相关。健康的饮食应该降低饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸摄入比例,适当增加蛋白质,尤其是优质蛋白(主要存在于蛋、奶、瘦肉、鱼、大豆等食物中)、复合碳水化合物、矿物质、液体和纤维素的摄入量。同时要有意识地改善不良的进食习惯,如进食速度过快、进食注意力分散等,这些行为容易造成大脑兴奋泛化与胃肠道功能紊乱,从而带来饱腹感延迟的弊端。尽量营造良好的进食氛围,做到少食多餐、细嚼慢咽。

3.2 规律的体育锻炼 运动可使人体在生理生化方面发生显著变化,加快体内物质转化与重新贮存,是降低体重的重要途径之一。但不同人群对运动的适应性有所差异,例如,正常人运动锻炼后会使Na+/K+-ATP酶活性升高,加速K+向细胞内转运,调节血钾到正常范围[8]。而肥胖者体内该酶活性低于正常人,导致血钾不能及时运输到细胞内,血钾浓度升高,心脏电活动受到影响,运动功能下降,故肥胖者不宜参加急性剧烈运动。推荐青少年进行中低等强度训练,包括步行、游泳、慢跑、登山、上下楼梯以及骑自行车等活动,同时遵循循序渐进原则,做到“量上由小到大,项目由少到多,动作由易到难,时间由短到长”,从力量、灵敏、柔韧以及速度等方面逐步进行锻炼。

3.3 药物介导 2015年美国内分泌学会联同欧洲内分泌协会和肥胖协会发布“肥胖的药物管理: 美国内分泌协会临床实践指南”,表示超重肥胖者单纯依靠饮食和锻炼减重失败后,可在医嘱下通过药物介导改善体脂状况[9]。截至目前,美国食品药品监督管理局(FDA)共批准了六种减肥药,包括奥利司他(orlistat)、氯卡色林(lorcaserin)、芬特明/托吡酯(phentermine/topiramate)的合剂、芬特明、纳曲酮/安非他酮(naltrexone/bupropion)以及利拉鲁肽(liraglutide)。其中奥利司他是唯一被批准用于减肥的脂酶抑制剂,通过与胃和小肠中的消化酶结合来减少脂肪的消化和吸收,可在短期内减轻体重,达到减肥的目的。但它具有反弹的远期效应,且容易引发腹泻、腹痛、胃肠胀气等胃肠道反应。虽然近几年一些瘦素类似物、神经肽Y抑制物、黑皮素-4受体激动剂、中枢神经系统因子以及胃肠道神经通路媒介物等减肥药物的开发取得了突破性进展,但不同减肥药各有不同程度副作用和特定适用范围,因此青少年肥胖者不可盲目用药,必须在医生指导下制定科学的饮食与运动方案,同时辅以药物干预,才能科学预防和治疗肥胖。

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