超重或肥胖儿童维生素D水平与静息代谢率的相关性分析

刘晓静 潘道香 王佩琪 朱玉林 王亚亭

近年来，中国儿童肥胖率快速上升，已经成为日趋严重的公共卫生问题[1]。当机体的能量平衡被打破(能量摄入超过能量消耗)，脂肪组织在体内囤积，肥胖就会逐渐形成。静息代谢率(resting metabolic rate, RMR)用于维持机体安静、空腹状态下的生理过程，是每日总能量消耗的最主要部分，占60%～70%，低静息代谢率被认为是肥胖形成的主要原因之一[2]。大量流行病学研究[3]证实，肥胖与维生素D缺乏密切相关，但两者的因果关系仍存争议。最近成年人的研究[4-5]提示，血清维生素D水平与静息代谢率正相关，且维生素D水平是静息代谢率的独立预测因子；但到目前为止，两者之间关系在儿童中研究很少，且国内外普遍认为肥胖儿童需补充相对于正常体质量儿童2～3倍剂量的维生素D以改善维生素D缺乏状态[6]。因此，研究维生素D与静息代谢率的关联性对于探讨维生素D缺乏是否是肥胖的原因，对维生素D缺乏肥胖儿童进行维生素D补充是否会对机体能量平衡产生影响具有重要意义。本研究旨在通过分析超重或肥胖儿童血清维生素D水平与静息代谢率的相关性，进一步探讨维生素D缺乏与肥胖的关系。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 采用横断面研究的方法，选取2017年6月至2018年8月在安徽医科大学第一附属医院就诊的超重或肥胖患儿67例作为超重或肥胖组，同期于我院体检中心或儿保门诊就诊的体质量正常儿童83例作为对照组。两组按性别再进一步分为男生组和女生组。超重或肥胖组年龄7.25～14.92岁，平均(12.03±2.15)岁；其中男性39例，平均年龄(11.57±2.04)岁；女性28例，平均年龄(12.68±2.16)岁。对照组年龄7.17～14.92岁，平均(11.60±2.00)岁；男性40例，平均年龄(11.13±2.27)岁；女性43例，平均年龄(12.03±1.62)岁。所有入组的超重或肥胖儿童均符合中国肥胖问题工作组推荐的中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体质量指数数值分类标准[7]。所有研究对象近3个月内未补充维生素D，无急性炎症性疾病、营养不良、甲状腺疾病、肾上腺疾病、肿瘤性疾病、其他慢性疾病史和长期服药史。超重或肥胖组和对照组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，有可比性。本研究通过我院伦理委员会审批，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 体格测量 清晨、空腹、排尿后，脱鞋袜、着单薄衣物测量身高和体质量，由专业人员统一培训后完成，所有指标测量3次，取平均值。身高值精确到0.1 cm，体质量值精确到0.1 kg，根据身高、体质量计算体质量指数(body mass index, BMI)，BMI标准差积分(body mass index standard deviation scores，BMI SDS)参照2005年中国儿童体格发育指标[8]，通过LMS方法[9]计算。

1.2.2 血清维生素D水平检测 清晨、空腹，采集静脉血2 mL，离心，取上清液，使用总维生素D测定试剂盒(Siemens Healthcare Diagnostics Inc. USA)，利用化学发光法测定血清总25羟基维生素D[25-hydroxyvitamin D，25(OH)D]水平。

1.2.3 静息代谢率检测 环境安静，室温22～24℃，所有研究对象于清晨、空腹(禁食12 h)进入测量室，静坐休息30 min后，使用美国TF公司的Breezing®间接测热仪进行测量。用鼻夹夹闭鼻翼，口包住咬嘴，平静呼吸时测量[10]，根据Weir公式[11]计算静息代谢率。所有研究对象均至少预检测1次，以减少测量误差。根据体质量、静息代谢率计算单位体质量静息代谢率(RMR/kg)。单位体质量静息代谢率=静息代谢率/体质量。

2 结果

2.1 两组儿童体格测量资料 超重或肥胖组儿童的体质量、BMI和BMI SDS均高于对照组(P<0.05)；按性别进行二次分组后比较显示，男生或女生中超重或肥胖组的体质量、BMI和BMI SDS亦都高于相应性别对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组儿童体格测量资料

注：BMI为体质量指数，BMI SDS为BMI标准差积分

2.2 两组儿童维生素D水平比较 超重或肥胖组儿童血清25(OH)D水平低于对照组[(15.20±5.37)ng/mL比 (17.43±5.64)ng/mL，t=2.456，P=0.015]。将两组儿童按性别进行分组分析显示，男生超重或肥胖者组血清25(OH)D水平低于对照组男生[(15.31±5.58)ng/mL比(18.73±6.86)ng/mL，t=2.431，P=0.017]；而女生超重或肥胖组血清25(OH)D水平稍低于对照组女生[(15.05±5.17)ng/mL比(16.21±3.92)ng/mL]，但差异无统计学意义(t=1.077，P=0.285)。

2.3 两组儿童静息代谢率比较 超重或肥胖组与对照组静息代谢率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。将两组儿童按性别进行分组分析显示，男生超重或肥胖组静息代谢率高于对照组(P<0.05)，而女生超重或肥胖组静息代谢率与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。对单位体质量静息代谢率的分析显示，无论是总体，还是根据性别进行分组比较，超重或肥胖组儿童单位体质量静息代谢率均低于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 两组儿童静息代谢率比较

注：RMR为静息代谢率，RMR/kg为单位体质量静息代谢率

2.4 维生素D水平与RMR及RMR/kg的相关性分析 对照组儿童RMR/kg与血清维生素D水平呈正相关。进一步按性别分组后分析发现，对照组女生RMR/kg与血清维生素D水平呈正相关;超重或肥胖组儿童RMR/kg与血清维生素D水平无相关性。见表3。

注：RMR为静息代谢率；RMR/kg为单位体质量静息代谢率

3 讨论

近年来，肥胖和维生素D缺乏一直是研究的热点，虽然流行病学调查发现两者密切相关，但是两者的因果关系并不清楚。本研究通过观察超重或肥胖儿童的维生素D水平，进一步验证超重或肥胖与低维生素D水平的相关性，探讨维生素D缺乏和肥胖之间的关系。

本研究比较超重或肥胖组和对照组儿童的血清维生素D水平结果发现，超重或肥胖儿童血清维生素D水平较正常儿童下降，再次证实了儿童肥胖与维生素D缺乏密切相关。但超重或肥胖女生相对于对照组女生维生素D水平虽然偏低但并无统计学意义，可能是因为本组研究对象中女生肥胖程度较男生偏低，且对照组儿童维生素D水平亦普遍偏低所致。后者提示维生素D不足或缺乏在学龄期及青春期儿童中的普遍性，值得儿科临床及保健工作者的高度重视。

通过对两组儿童RMR/kg的分析，结果发现不论在男生中还是女生中，超重或肥胖组儿童RMR/kg均显著低于对照组儿童，与其他研究[12]结果一致。静息代谢率受多种因素影响，如年龄、性别、体质量及去脂体质量(fat free mass, FFM)、激素水平及疾病状态等，其中体质量，特别是FFM对静息代谢率影响最大[5]。本研究数据显示，超重或肥胖组男生每日RMR较对照组升高(P<0.05)，而在女生中两组比较无差异(P>0.05)，可能原因是本研究中超重或肥胖组男生身高较对照组高，导致其FFM亦高所致。因此，通过体质量或FFM调整后的静息代谢率被认为是更优的研究指标而被广泛使用。

最后通过对超重或肥胖组儿童血清维生素D水平与RMR及RMR/kg的相关性分析，结果发现在超重或肥胖儿童中，维生素D水平与RMR或RMR/kg均无相关性，这与在成人中的研究结果[4]是不一致的。原因可能与儿童处在不断的生长发育过程中，且本研究的研究对象主体为青春期儿童，不同发育阶段性激素水平不同对RMR影响不同有关；而超重或肥胖儿童体内维生素D的吸收、分布及代谢均异于体质量正常者，且肥胖者组织中维生素D受体信号的下调亦可通过多种途径影响机体能量平衡[3]。上述结果提示，在超重或肥胖儿童中，维生素D缺乏可能并不是RMR/kg下降的主要原因，因此对于维生素D缺乏的肥胖儿童进行维生素D补充可能并不会对机体的静息代谢率产生显著的影响。

而对正常体质量儿童血清维生素D水平与RMR及RMR/kg进行相关性分析发现，其RMR/kg与血清维生素D水平呈正相关，这个效应可能是通过维生素D受体信号通路的直接产热作用，或影响骨骼肌的量和功能，或调节线粒体活性而实现的[5]。进一步按性别分组分析显示，正常体质量女生RMR/kg与血清维生素D水平呈正相关，而在男生中这种关联性并不存在，提示这种关联性具有性别差异。分析性别差异可能原因如下：①女性和男性在脂肪量和分布上均不相同，女性相对于男性有更高比例的棕色脂肪分布[13]，而维生素D可通过调节棕色脂肪细胞分化、解耦连蛋白表达及线粒体功能影响棕色脂肪组织产热，进而对机体静息能量消耗产生影响[14-15]。②雌激素可能也在性别差异中起了一定的作用，雌激素可以通过直接作用于脂肪细胞或者通过中枢神经系统的间接作用增加脂肪组织代谢活性，易化非战栗性产热[16]，而维生素D可通过调节雌激素水平及雌激素受体表达影响其功能[17]。这种性别差异需要进一步扩大样本量进行验证，另外有必要进行维生素D补充的随机对照研究，进一步探讨维生素D与静息代谢率的因果关系。

综上所述，超重或肥胖儿童血清维生素D水平降低，且机体RMR/kg显著下降，但是二者并无相关性，提示维生素D缺乏可能在超重或肥胖儿童RMR/kg下降中并不发挥主要作用。