达能营养中心第十届学术研讨会论文集

 

杜松明 李艳平 崔朝辉 胡小琪 李林中 潘慧 马冠生

 

（中国疾病预防控制中心营养与食品安全所学生营养室，北京,100050）

 

摘要：目的研究瘦素与肥胖的关系，各相关激素间的相互影响，以及其与相关的脂肪代谢性指标的关系，为进一步探讨儿童肥胖机理、早期预防和控制儿童肥胖提供理论依据。方法采用多阶段随机整群抽样的方法，从北京城区抽取4267名9~10岁小学生，测身高体重后，根据体质指数（BMI）随机抽取289名肥胖儿童，168名非超重儿童，进行体脂百分比（%BF）、血脂、胰岛素测定。结果除高密度脂蛋白胆固醇（HDLC）、空腹血糖（FBG）外，肥胖儿童的总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC）、胰岛素、瘦素水平均高于非超重组儿童（P＜0.001）；在单变量分析时，不管非超重组还是肥胖组，瘦素与BMI、%BF、TC、胰岛素呈正相关，%BF与BMI、LDLC呈正相关；多元逐步回归分析显示：血清瘦素水平与%BF、胰岛素、性别、HDLC、显著相关，与FBG、TC、TG、LDLC均未显示相关。结论血清瘦素水平与%BF明显相关，瘦素又影响脂质代谢过程，瘦素是胰岛素抵抗的独立危险因素，提示肥胖、瘦素、瘦素抵抗、胰岛素、胰岛素抵抗之间存在互相作用、互相影响，从而说明瘦素和瘦素抵抗在肥胖的发生中以及在肥胖相关疾病的发生中起着重要作用。

 

关键词：儿童肥胖；瘦素；血脂；胰岛素；体脂百分比

 

 

儿童肥胖不仅在儿童期对健康造成严重威胁，还与成年期的肥胖、高脂血症、2型糖尿病、心血管疾病等慢性病的发生密切相关。肥胖是慢性能量失衡的结果，受内分泌组织和中枢神经系统构成的复杂网络的共同作用。自从1995年发现瘦素后，脂肪组织被认为不仅是能量储存器官，而且是调控能量平衡和消耗的内分泌器官[1]，能产生大量有生物活性的蛋白质，统称为脂肪细胞激素（adipokines），包括瘦素、肿瘤坏死因子（TNFα）、白介素6（IL6）、转化生长因子β、脂联素和抵抗素等，在各种复杂的代谢过程中如糖尿病、肥胖、高血压、胰岛素抵抗等发挥作用[2]。因此，本文通过对北京市儿童少年的调查，研究瘦素与肥胖的关系，瘦素和胰岛素间的相互影响，以及其与相关的脂肪代谢性指标的关系，为进一步探讨儿童肥胖机理、早期预防和控制儿童肥胖提供理论依据。

 

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用多阶段随机整群抽样的方法。从北京8个城区中随机抽取东城、崇文区；在两个城区72所小学中各随机抽取10所小学；在抽中的20个小学三、四年级学生中整群抽取4267名9~10岁小学生；在抽取的4267名小学生中随机抽取289名非超重学生和168名肥胖学生进行研究。

本研究经中国疾病预防控制中心营养与食品安全所伦理委员会审查同意，并由家长签署知情同意书；对所有调查对象排除有心、肝、肾有严重疾病及内分泌失调。

1.2 调查内容与方法

1.2.1 身高、体重的测量：由经过培训的调查员按照统一标准进行。采用电子体重计（Seca，model890，Hamburg）测量体重，受试者均空腹只留内衣，精确到0.1kg。使用标准身高坐高计测量身高，精确到0.1cm。体质指数的计算公式为，BMI（kg/m2）=体重(kg)/[身高(m)][2]。

1.2.2 体成分测定[3]：采用生物电阻抗法，由经培训的实验员采用四电极生物电阻抗仪（RJL2System 101 USA，50kHz，800μA）测量电容抗与电阻抗。空腹测量，电极的位置分别位于手背面第三指关节下方和腕关节处尺—栊粗隆连线上和脚背面第三趾关节下方和踝关节处胫—腓粗隆连线上。

体脂百分比（%BF, percentage body fat）=（体重-去脂体重）/体重×100%

去脂体重（fat free mass）＝0.406×身高(cm)2/生物电阻指数＋0.360×体重(kg)＋5.580×身高(cm)/100＋0.56×性别（男=1，女=0）－6.48

生物电阻指数＝（电阻抗2＋电容抗2）0.5

 

1.2.3 血清标本采集：所有受试对象均禁食12h后于早晨抽取肘正中静脉血，放入试管离心后取血清，测定血总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC），高密度脂蛋白胆固醇（HDLC）及血糖（FBG），其余血清分装保存于-80℃冰箱中，待标本收集完毕同一批测定胰岛素、瘦素水平。

血清脂类测定：TC、TG、HDLC、LDLC、FBG的测定均使用7080型日立全自动生化分析仪（7080 Automatic Analyzer，HITACHI）进行检测。人血清胰岛素、瘦素测定用酶联免疫吸附（ELASA）法，试剂盒为北京康肽生物技术有限公司提供的由美国Phoenix Biotech公司生产的试剂盒，试剂的配置和操作步骤均按照说明书进行。

1.3 非超重与肥胖筛选

按照《中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准》[4]进行超重和肥胖判别。若BMI小于超重的分类标准时，定义为“非超重”，若BMI大于或等于肥胖的分类标准时，定义为“肥胖”。

1.4 统计分析

所有资料利用EpiData建立数据库并进行数据录入。符合正态分布的计量资料用“均数士标准差”表示；胰岛素、瘦素和脂联素等偏态分布的资料用“中位数(第75%百分位数)”表示，经自然对数转换正态分布后分析。数据分析采用SAS8.2软件。各变量组间比较采用ttest，变量之间相互关系采用直线相关及多元线性逐步回归分析。以P＜0.05为差异有统计学意义，多元线性逐步回归分析的纳入标准为0.10，剔除标准为0.15。

 

2 结果

2.1 基本情况

共调查学生4267名。根据身高体重判定BMI值，然后在非超重的学生中随机抽取289名，其中男生118名，女生171名；肥胖学生168名，其中男生104名，女生64名。

2.2 非超重儿童和肥胖儿童各项指标的比较

除HDLC、FBG外，肥胖儿童的TC、TG、LDLC、胰岛素、瘦素水平均高于非超重组儿童（P＜0.001）。在非超重组儿童中，男生的体脂百分比显著高于女生（23.8±4.0和22.4±3.9，P＜0.001），而TG、LDLC、胰岛素、瘦素显著低于女生（P＜0.001）；在肥胖组儿童中，男生的体脂百分比显著高于女生（32.3±3.2和31.1±2.7，P＜0.001），而胰岛素显著低于女生（P＜0.05）。其他指标不同组间、性别的差异均无显著性。见表1。

 

表1非超重儿童和肥胖儿童各项指标的比较

 

2.3 单变量相关分析

2.3.1 以血清瘦素为因变量：不管非超重组还是肥胖组，瘦素与BMI、%BF、TC、胰岛素呈正相关，与HDLC呈负相关；而瘦素与TG、LDLC的关系，在非超重组分别呈正相关，在肥胖组却没有发现有显著的相关。见表2。

 

表2瘦素和其他变量的单变量相关分析

 

2.3.2 以体质百分比（%BF）为因变量：不管非超重组还是肥胖组，%BF与BMI、LDLC呈正相关，与HDLC呈负相关；而%BF与TG、TC、胰岛素的相关，在非超重组分别呈正相关，在肥胖组却没有发现有显著的相关。见表3。

 

 

表3  %BF和其他变量的单因素相关分析

 

2.4 血清瘦素的多元线性逐步回归

以血清瘦素作为因变量，进行多元逐步回归分析显示：血清瘦素水平与%BF、胰岛素、性别、HDLC、显著相关；%BF、胰岛素、性别、HDLC可以解释总变异的55.6%；血清瘦素的水平与空腹血糖、TC、TG、LDLC均未显示相关。见表4。

 

表4因变量分别为瘦素、脂联素的多元逐步回归分析

3 讨论

瘦素是一种主要由脂肪细胞合成和分泌的，由肥胖基因编码多肽类激素，主要作用是控制食物摄入量和调节能量代谢。研究表明，瘦素与不仅与肥胖密切相关，也与高血压、高血脂、糖尿病及胰岛素抵抗有一定关系[5]。因此，分析瘦素和体质百分比、血脂、胰岛素的关系，对了解瘦素的生理效应及其对肥胖和肥胖相关性疾病如2型糖尿病的作用有非常重要的意义。

K Okerberg等认为，瘦素在外周脂肪组织中的含量在肥胖的发病机理中起着重要的作用[6]。本研究结果显示，肥胖儿童血清瘦素水平显著高于正常对照组儿童，不管是单因素还是多元逐步回归分析，血清瘦素水平与BMI和%BF显著正相关，即肥胖者体脂含量越多，瘦素水平越高，说明机体内脂肪的含量高低是影响瘦素水平的直接因素，肥胖的发生致使瘦素的分泌发生紊乱，体内脂肪组织的增加使瘦素水平升高，与以往研究相同[7]。另外肥胖儿童血清瘦素水平增高，未能发挥其正常的抑制摄食、减轻体重的作用，说明有瘦素抵抗现象，使瘦素不能发挥其正常的调节作用。因此，血清瘦素的水平能准确的反映肥胖程度，而减轻体重是控制瘦素浓度，增加瘦素作用敏感的一个重要环节。

利用2002年中国居民营养与健康状况调查的数据分析发现，超重儿童高TG、低HDLC及血脂异常的风险分别是正常体重儿童的1.9、1.4和1.5倍，肥胖儿童的风险分别为正常体重儿童的3.3、1.5和1.8倍[8]。本研究再次证实了，肥胖儿童与正常儿童之间TG、TC、HDLC、LDLC有显著的差异，说明肥胖儿童可能存在血脂功能紊乱危险，是成人多种内分泌及心脑血管疾病的好危险因素。本研究中，在非超重组血清瘦素与TG、TC、HDLC和LDLC呈直线相关，在肥胖组其与TC、HDLC有明显的相关性。瘦素可直接抑制脂肪的合成和促进游离脂肪酸的氧化，瘦素也可通过抑制胰岛素的作用而影响脂肪的合成和分解，引起脂质代谢紊乱。但多元逐步回归分析中，TC、TG和LDLC没有进入方程，说明本次研究尚没有充足的理由证明血脂水平对瘦素水平有影响，也就是说高脂血症不一定存在高瘦素血症及瘦素抵抗。

 

此外，瘦素还与神经内分泌之间组合成一条回路，影响胰岛素水平从而影响内分泌代谢过程。在正常生理情况下，瘦素是通过脂肪一胰岛细胞轴的双向反馈调节环来起作用的，胰岛素刺激瘦素的分泌，同时瘦素与胰岛细胞上的受体结合来抑制胰岛素的分泌。

本研究结果显示，肥胖组儿童较非超重组儿童瘦素、胰岛素明显增高，提示肥胖儿童可能存在着瘦素抵抗，从而影响其正常生理功能的发挥，表现为对胰岛素分泌的抑制作用减轻，表现胰岛素相应增高。在高胰岛素和瘦素存在下，致使体内糖类、脂类代谢异常，出现血TG、血糖、TC、LDLC，而HDLC减少，极易发生动脉硬化、冠心病。

在多元逐步回归分析中，瘦表与%BF、胰岛素、性别显著相关（P＜0.001），也就是说性别、年龄、是血清瘦素水平的影响因素，其中与胰岛素的相关性最强(r=0.479)，瘦素水平越高，胰岛素越高，胰岛素抵抗愈明显，从而说明瘦素是胰岛素抵抗的独立危险因素。胰岛素抵抗是2型糖尿病的一个显著特征，肥胖组存在胰岛素抵抗，提示肥胖组儿童持续肥胖发生2型糖尿病危险性增加。有研究证实肥胖和糖尿病患者体重减轻会出现相应的瘦素水平下降[9]，故应对存在瘦素及胰岛素抵抗的肥胖儿童，视为高危肥胖儿童，需进行早期干预，从而降低糖尿病、心脑血管疾病的发生率。

本研究结果表明，肥胖组儿童空腹胰岛素显著高于非肥胖组儿童，而空腹血糖水平两组间没有显著性差异，血清瘦素与空腹血糖也没有正相关关系，表明尽管肥胖组儿童的瘦素水平发生了变化，存在高胰岛素血症，但没有影响到血糖的变化，胰岛素尚能维持血糖在正常范围之内。

本研究中发现，瘦素非超重组有明显的性别差异，瘦素与性别有显著相关性，说明性别对瘦素有明显的影响。以往研究表明，瘦素性别差异原因与年龄已处于青春期有关[10]，而本研究中的学生的年龄为9~10岁，是否与青春期的早期启动有关，还待进一步分析。

 

参考文献

[1] Cummings DE, Schwartz MW. Genetics and pathophysiology of human obesity[J]. Annu Rev Med; 2003; 54:453-71.

[2] Schwartz MW. Brain pathways controlling food intake and body weight[J]. Exp Biol Med, 2001; 226:978-981.

[3] Deurenberg P, Van der Kooy K, Leenen R, et al. Sex and age specific prediction formulas for estimating body composition from bio electrical impedance: a cross validation study[J]. Int J Obes; 1991, 15:172-25.

[4] 中国肥胖问题工作组.中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准[J].中华流行病学杂志, 2004;l 25:101-105.

[5] Havel P. Role of adipose tissue in bodyweight regulation: mechanisms regulating eptin production and energy balance[J]. Proc Nutr Soc, 2000; 59:359-371.

[6] Okerberg K, Hamilton Dogherty A. Cardiovascular consequences of obesity[J]. Curr Womens Health Rep, 2003, 3:110-115.

[7] Heptulla R, Smitten A, Teague B, et al. Temporal Patterns of Circulating Leptin Levels in Lean and Obese Adolescents: Relationships to Insulin, Growth Hormone, and Free Fatty Acids Rhythmicity[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2001; 86:90-96.

[8] Li YP, Yang XG, Zhang FY, et al. Disease Risks of Childhood Obesity in China[J]. Biomedical and environmental sciences, 2005; 18:401-403.

[9] Halle M, Berg A, Garwers U, et al. Concurrent reductions of serum leptin and lipids during weight loss in obese men with type 2 diabetes[J]. Am J Physiol Endocrinol Metab, 1999; 277:E277-E282.

[10] Mantzoros CS, Flier JS, Rogol AD. A longitudinal assessment of hormonal and physical alterations during normal puberty in boys.V. Rising leptin levels may signal the onset of puberty[J]. J Clin Endocrinol Metab, 1997;82:1066-1070.