非酒精性脂肪性肝病患者肝脏脂肪的来源与去路

由于高脂高糖的膳食、多坐少动的生活方式的流行，目前全球范围内非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发病率高于25%[1]。以橄榄油、鱼、坚果、谷物、水果和蔬菜为主的地中海饮食与NAFLD发病率呈负相关，而以软饮料、果糖、肉和饱和脂肪酸为主的西方饮食与NAFLD发病率呈正相关，提示饮食成分与NAFLD相关[2]。肝脏生成的脂肪以极低密度脂蛋白-三酰甘油(VLDL-TG)的形式输出肝脏，如肝外脂肪池充足或肝脏输出通路受损，可导致肝脏脂肪累积。高脂高糖的膳食打破了肝脏脂肪输入、生成、消耗与输出的平衡，从而促进NAFLD发生，但也有研究显示高脂肪摄入者的肝脏炎性反应发生风险相对较低，而高碳水化合物摄入者的风险较高[3]。本文就NAFLD患者肝脏脂肪的来源和去路作一综述。

1 NAFLD患者肝脏脂肪的来源

1.1 脂肪和糖的摄入

连续1周每日至少2次快餐饮食可导致健康人群的TG和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平升高[4]。小鼠模型和人体研究均显示高脂饮食(HFD)可诱导NAFLD发生，甚至进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，而限制HFD可改善NAFLD[5-6]。西方人群中饮食与肥胖及NAFLD流行密切相关，以往认为这与高饱和脂肪酸摄入增加有关，但有研究显示1994年至1996年美国人群从饱和脂肪酸中摄入的热量比例已下降，而肥胖和NAFLD的发病率并未根本改善[7]，推测这与西方饮食中糖分含量较高等因素有关[2]。2000年中国年人均食糖消费量为6 kg，2014年已突破11 kg，“十三五”期间进一步增加[8]。中国人群摄入的食糖中90%以上为蔗糖，1分子蔗糖分解为1分子葡萄糖和1分子果糖。果糖的甜度是蔗糖的1.7倍，是葡萄糖的2.7倍，因此加糖饮料和深加工食品富含果糖。人类摄入的果糖主要来源于蔗糖分解、食品添加剂和含果糖水果。含果糖食物摄入增加与NAFLD、肥胖、2型糖尿病、血脂紊乱以及心血管疾病的发生有关[9]。

葡萄糖被吸收后，主要的功能就是产生三磷酸腺苷(ATP)供能，或合成糖原储存起来，而脂质从头合成(DNL)受控于肝脏6-磷酸果糖激酶(限速酶)，仅少量合成脂肪。在肝脏内，果糖参与的主要代谢为DNL，且这一过程不受限制，从而诱导NAFLD和胰岛素抵抗(IR)。果糖通过门静脉吸收并被输送至肝脏，与其他组织相比，肝脏的果糖含量更高。果糖会直接刺激DNL的主要转录调控因子如碳水化合物反应蛋白元件结合蛋白(ChREBP)和固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP1c)增加，还会刺激脂质合成的关键酶如己酮糖激酶(KHK)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和脂肪酸合成酶(FAS)增加[10]。此外，IR情况下以果糖为原料的DNL不受影响，因为果糖代谢可无需胰岛素参与。这些果糖代谢特性使其更易诱发NAFLD。以果糖为原料的DNL大量消耗肝脏ATP，同时抑制线粒体脂肪酸β氧化，导致体内活性氧簇(ROS)增加，并可促进内质网应激，促使疾病进展至NASH，果糖摄入量增加与肝纤维化发生有关[11]。

果糖饮食诱发高TG血症与其摄入的量、时机和运动与否有关。一项小鼠示踪研究发现，在空腹低剂量果糖摄入的情况下，小肠内的果糖有42%转化为葡萄糖，30%以上转化为乳酸、丙氨酸和甘油酸等有机酸，只有14%进入肝脏。但果糖摄入量一旦超过0.5 g/kg时，空肠代谢的果糖不再增加，而进入肝脏的果糖量急剧增加，最终通过DNL导致NAFLD，如餐后摄入果糖，小肠处理能力增加一倍[12]。运动可使果糖饮食(0.5 g/kg)导致的餐后TG峰值降低[13]。

限制果糖摄入有利于改善NAFLD，有研究使用同位素标记，发现低碳水化合物饮食2周后，患者肝细胞DNL水平降低近79.8%，而β-羟丁酸含量增加4.9倍(反映脂肪酸β氧化增加)，肝脏脂肪率下降43.8%，血浆VLDL-TG下降56.7%、空腹血浆TG下降48.4%。肥胖的NAFLD患者接受低碳水化合物同等热量饮食干预14 d，能快速减少肝脏脂肪，改善炎性反应程度和肠道菌群，促进肠道叶酸形成。叶酸水平升高与肝脏DNL减少、肝脏脂肪减少和脂肪酸β氧化增加相关[14]。

2015年WHO成人和儿童糖摄入指南中强烈推荐将儿童和成年人的添加糖食物的供能比控制在10%以下，有条件时可进一步控制蔗糖、果糖等的摄入量，降至总能量摄入的5%以下[15]。《中国居民膳食指南(2016)》首次提出每日糖摄入量≤50 g，最好<25 g，同时控制每日烹调油摄入量25～30 g，每日反式脂肪酸摄入量≤2 g[16]。限制脂肪摄入的同时，限制糖摄入是预防肥胖、NAFLD等健康问题的关键。

1.2 游离脂肪酸酯化、DNL和膳食脂肪的内在联系

肝脏脂肪积聚可以是游离脂肪酸(FFA)酯化、DNL或膳食脂肪摄入增加共同导致的。有研究使用稳定示踪剂，发现空腹高TG血症和高胰岛素血症的肥胖NAFLD患者中，肝脏TG 来源于外周FFA酯化、DNL和脂肪摄入的比例分别为(59.0±9.9)%、(26.1±6.7)%和(14.9±7.0)%[17]。持续3周每日给予超重受试者额外1 000 kcal(1 kcal=4.18 kJ)高热量摄入以研究不同饮食对代谢的影响，发现饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或单糖高热量摄入的饮食导致肝内TG水平分别增加了55%、15%和33%[18]。

饱和脂肪酸饮食增加了脂肪组织分解，从而增加了FFA输入肝脏，导致NAFLD形成[18]。FFA进入肝脏受多因素调控，AIDA基因缺失小鼠的小肠上皮细胞内多个脂肪合成相关的酶水平上调，可增加肠腔内的脂肪酸吸收，促进脂肪酸重酯化形成乳糜微粒进入淋巴循环，并通过血管输送脂肪组织供储存或其他器官利用[19]。肝脏特异性过表达脂肪酸转运酶可加剧NAFLD病情[20]。IR时脂肪组织内脂肪分解调节紊乱，脂肪动员增加导致FFA增加，增加的FFA进入肝脏酯化为TG，从而促进NAFLD和NASH发生[21]。

肥胖者的骨骼肌和脂肪组织存在IR，导致肥胖者每kg体质量和每kg骨骼肌的葡萄糖摄取率较非肥胖者分别下降49%和45%，而每kg腹部皮下脂肪和内脏脂肪葡萄糖摄取率较非肥胖者也分别下降67%和58%，这导致血糖升高，多余的葡萄糖进入肝脏，通过DNL导致肝脏脂肪变[22]。虽然富含脂肪和果糖的饮食都有助于NAFLD进展，但高果糖饮食比HFD更能显著上调DNL的酶。在HFD小鼠研究中，额外补充30%果糖可显著上调ACC、FAS和硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)的水平，通过加速DNL促进NAFLD发生[23]。持续3周的每日额外1 000 kcal的单糖高热量摄入导致肝内增加的TG 中有98%来源于DNL[18]。

大多数NAFLD动物模型是利用HFD诱导的。虽然生酮饮食(脂肪供给能量>90%)小鼠肝脏中ACC、FAS和SCD1等DNL的酶的表达水平下降，在12周后仍发生了NAFLD[24]。进一步研究显示生酮饮食可导致机体缺乏蛋白质、蛋氨酸和胆碱。蛋氨酸和胆碱是肝细胞卵磷脂生物合成的必需前体物质，是VLDL-TG合成和分泌的重要底物，当蛋氨酸和胆碱缺乏时，VLDL-TG的合成和分泌受损，导致内源性合成的TG从肝细胞输出障碍，促进NAFLD发生[25]。此外，乳糜微粒残体中来自膳食的少量脂肪酸可以直接进入肝脏参与脂质生成。不饱和脂肪酸饮食可减少脂肪组织分解而对心血管代谢、NAFLD等有保护作用，但如过量摄入仍会因直接输入增加，导致肝内不饱和脂肪酸成分——TG增加[19]，但实际上机体摄入的不饱和脂肪酸不足[26]。

1.3 NAFLD形成的中心事件

较早的基于瘦者禁食条件下的研究显示，肝脏储存的TG中来自DNL的不足5%[27]，因此并不认为肝脏DNL是肝脏脂肪储存的主要因素。这主要与禁食条件下DNL速度低，且瘦者的DNL率比肥胖和IR患者低有关[28]。有研究显示，高水平肝脂肪(18.4±3.0)%患者的从头合成脂肪酸(FA)和VLDL-TG的速率分别高出低水平肝脂肪(3.1±2.7)%患者3倍和2倍，而高水平肝脂肪患者相应的血浆FFA酯化和饮食摄入脂肪并不增加[29]。给予具有PNPLA3-148II纯合基因的NAFLD患者高热量饮食(正常饮食外每日增加1 000 kcal糖类)，3周后患者肝脏脂肪增加了27%，而体质量仅增加了2%。与之相反，经过6个月的低热量饮食，患者肝脏脂肪减少了25%，而体质量仅下降了4%[30]。这提示以糖为原料的DNL是促进NAFLD发生的主要因素，由此推测肝脏DNL是NAFLD形成的中心事件。

肝脏DNL是指肝脏利用糖、氨基酸和脂肪代谢生成的乙酰辅酶A(CoA)为原料合成脂质的过程。膳食碳水化合物主要包括淀粉(葡萄糖聚合物)或蔗糖，可被分解为葡萄糖或果糖，在细胞质中代谢为终产物丙酮酸，丙酮酸进入线粒体生成乙酰CoA，与氨基酸代谢和脂肪酸β氧化生成的乙酰CoA共同参与三羧酸循环(TAC)，产生ATP供能。当机体能力储备充足时，线粒体内乙酰CoA通过柠檬酸途径回到细胞质，在限速酶ACC的作用下转化为丙二酰CoA，由此开启内源性脂肪酸DNL，由1分子乙酰CoA与7分子丙二酰CoA经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程生成含16碳的软脂酸，最终与甘油组装成TG[24,31]。

敲除小鼠单个DNL相关酶的系列研究显示，大多数情况下改变基因表达可影响个体对NAFLD的易感性，提示DNL与NAFLD相关。二酰基甘油酰基转移酶2(DGAT2)是催化TG合成最后步骤的限速酶，并在调节啮齿类动物中的肝脏VLDL生成中起作用。长期下调肥胖啮齿类动物的DGAT2可改善脂质代谢指标，这与脂肪生成基因SREBP1c、ACC1、SCD1等表达下调有关。啮齿类动物研究提示DGAT2可能作为NAFLD的治疗靶点。然而，下调灵长类动物的DGAT2水平对血浆TG、VLDL和载脂蛋白B(ApoB)无显著影响，采用选择性抑制DGAT2治疗人类血脂异常令人置疑[32]。DNL的酶也受营养调节，如给予富含碳水化合物的饮食通常能弥补因单个酶缺失引起的DNL减少，结果肝脏脂肪生成仍增加。敲除DNL相关酶的研究也发现相反的结果，这与不同DNL相关酶敲除后脂肪酸组成发生改变有关，而肝脏DNL过程中的脂肪酸组成较肝脏总TG量对NAFLD的发生和进展更重要。肝脏脂质组学分析也显示，肝脏脂质类型较脂质总量更能预测肝损伤的发生和NALFD进展[33]。

2 NAFLD患者肝脏脂肪的去路

2.1 肝脏VLDL-TG 分泌

脂肪组织合成的TG主要是就地储存，正常情况下肝脏及小肠黏膜上皮合成的TG不能在原组织细胞内储存，而是以VLDL-TG或乳糜微粒形式入血，并被运送到脂肪组织内储存，或是运送到其他组织内利用。在健康个体中，肝脏VLDL-TG分泌与瘦者的体质量呈正比，而与FFA和体脂含量呈反比[34]，且健康女性瘦者分泌和清除VLDL-TG的能力是男性的2倍。但在NAFLD患者中，肝脏VLDL-TG分泌增加，血清VLDL-TG清除率降低，导致高TG血症[35]。IR患者脂肪组织仍具有储存脂肪的功能，且骨骼肌等异位脂肪储存TG增加，这可能导致体内TG积累[36]。由此可见，VLDL-TG组装、成熟及分泌的调控对肝脏脂肪含量及血脂含量有重要的影响。这一过程受蛋白因子和脂肪因子调控，蛋白因子包括VLDL-TG合成相关的结构蛋白、降解相关的伴侣蛋白、运输相关的囊泡蛋白、一些酶类及脂滴蛋白等。

微粒体甘油三酸酯转运蛋白(MTTP)对含有ApoB的脂蛋白的组装和分泌至关重要，以此可调控VLDL-TG的分泌。在人类和小鼠中，MTTP缺乏导致低脂血症和NAFLD；高脂肪饮食通过降低SREBP与MTTP启动子的结合来增加肝脏MTTP表达，而高碳水化合物饮食通过激活SREBP和ChREBP增加DNL，同时上调MTTP以增加VLDL-TG的分泌[37]。

细胞死亡诱导DNA断裂因子相似蛋白(CIDE)家族成员蛋白Cideb能推动VLDL在高尔基体中脂化成熟，促进肝脏分泌VLDL-TG。与之相反，脂肪分化相关蛋白(ADRP)则能抑制VLDL在Golgi体中脂化成熟，而使肝脏脂肪的分泌减少。Cideb和ADRP有可能通过调节脂滴中的TG向VLDL-TG的流动、转运来调控脂滴大小和VLDL脂化成熟[38]。

有研究显示，在肝脏特异性敲除MEA6小鼠模型可导致严重脂肪肝，而血浆中各种脂类显著降低，提示MEA6与VLDL-TG分泌有关。高脂食物可诱导MEA6表达，发现MEA6可与内质网COPⅡ复合体(COPⅡ负责内质网至高尔基体分泌的囊泡运输)中的多个组分相互作用，从而调控COPⅡ复合物组装，为形成大的囊泡提供支撑，从而利于VLDL-TG从肝细胞分泌，但总体上VLDL-TG分泌增加无法抵消肝脏脂肪生成增加，最终导致NAFLD发生[39]。

2.2 肝脏脂肪酸β氧化

脂肪酸β氧化是肝脏脂质代谢的重要过程之一，若肝脏中脂肪酸不能被完全氧化分解，将会造成脂质过度堆积，进而引发肝脏脂肪变性或NAFLD。脂质氧化关键调节因子是一组孤核受体，包括过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)、视黄醇X受体(RXR)、肝X受体和法尼醇X受体。PPAR与RXR形成异二聚体，然后与过氧化物酶体增殖物反应元件中的特异性DNA结合，诱导下游基因表达。PPAR-α主要在肝脏中表达，在调节脂质代谢方面起着重要的作用，禁食时PPAR-α表达升高，PPAR-α激活促进参与脂肪酸氧化、脂肪酸转运和酮生成的基因转录[40]。使用特异性PPAR-α激动剂激活可降低血浆TG水平，减少肥胖的发生，改善肝脏脂肪变，改善胰岛素敏感性[41]。

转录激活因子6(ATF6)能与PPAR-α相互作用，促进肝脏脂肪酸β氧化，调节肝脏脂质代谢。研究发现在肝脏过表达的活性ATF6(nATF6)能与PPAR-α直接结合，促进PPAR-α/RXR复合体的转录活性，提高肝细胞中PPAR-α的下游基因CPT1α和MCAD的表达水平，增加肝脏脂肪酸β氧化，显著改善饮食诱导的肥胖小鼠肝脏脂肪变，而过表达失活ATF6(dnATF6)时肝细胞脂肪酸β氧化能力下降，导致NAFLD发生[42]。

3 总结

热量摄入增加和运动减少所导致的能量正平衡是肥胖和NAFLD发生的先决条件。高脂高糖的膳食打破了肝脏脂肪输入、生成、消耗与输出的平衡，导致NAFLD发生。高脂高糖饮食情况下，体内血浆FFA酯化、肝脏DNL和饮食摄入增加，而VLDL-TG输出和脂肪酸β氧化并未成比例增加，导致肝脏脂肪储存，促进了NAFLD的发生、进展。因此，预防NAFLD可从以下方面着手：(1)减少来源，即减少肝脏DNL，减少脂肪组织供应FFA，降低患者对甜食和脂肪饮食的欲望；(2)增加肝脏输出和机体能量消耗[43]。