学术报告厅

The changes of body fat distribution and its effects on health in children and adolescents
张继国 翟凤英
(中国疾病预防控制中心营养与食品安全所,北京 100050)

胎儿期、婴幼儿期、学龄前期和青春期是儿童青少年生长发育的重要阶段。儿童青少年在这些重要时期的某些生理改变会使以后发生各种慢性疾病的危险性增加,如肥胖、高血脂、心脑血管疾病等。体重是指人体的总重量,它包含身体各种成分,可分为非脂肪与脂肪两大部分。随着年龄的增长,体内脂肪组织和去脂肪组织的含量、比例和分布发生显著变化。人体内的脂肪(简称体脂)有一定的生理功能,但要适量,过多的体脂储存,则对身体产生很多不良影响。所以,了解儿童青少年各时期的体脂变化和特征,对于成年健康具有重要意义。
1 胎儿期
人体出生时体脂含量约为12%,女婴略高于男婴,到6个月时可增至25%,然后逐渐下降至正常范围[1]。子宫内环境对胎儿生长和以后的健康具有重要意义。体质指数(BMI)与儿童青少年的体脂水平呈相关性。有研究发现,出生时体重越高,成年后BMI值越大。同时,低出生体重也被认为是成年人心血管疾病、非胰岛素依赖型糖尿病和胰岛素阻抗症候群等疾病发展的一个危险因素。这个矛盾结果可能是由于BMI既可以反应脂肪重量,也可以反应去脂体重[2]。
第二次世界大战末期荷兰饥饿研究结果显示,妊娠末3月暴露于饥饿降低了儿童18岁时发生肥胖的危险性。因为妊娠末3月是胎儿脂肪细胞复制和脂肪快速增长的时期,妊娠末期胎儿脂肪沉积减少可引起出生后瘦体质的增加。相反,妊娠首6月暴露于饥饿的母亲所产婴儿18岁时的肥胖发生率增高。这是因为妊娠首6月是下丘脑开始形成的时期,这个时期母亲暴露于饥饿会影响胎儿下丘脑和交感神经对能量摄入的调节[3]。所以,妊娠期暴露于饥饿的时间不同引起的结果也不同。
母亲高血糖症会引起胎儿胰岛素分泌过多,对于胎儿来说胰岛素是一种生长激素,促进脂肪、瘦体质的增长和肝糖原的储存,所以患有妊娠期糖尿病的母亲其子女的出生体重较高[4]。研究发现,患有妊娠期糖尿病的母亲对胰岛素的敏感性降低,从而导致胎儿的过度生长,尤其是脂肪组织,这也成为儿童青少年肥胖和葡萄糖耐受性的一个长期危险因素[5]。
在发达国家,母亲怀孕期吸烟是导致胎儿生长迟缓的一个显著环境因素。香烟中含有约4000种化学物质,这些物质可通过2种途径抑制胎儿生长,一是对胎儿和胎盘的直接毒性作用,二是改变子宫胎盘和胎儿胎盘血流。所以,怀孕期间吸烟的母亲其子女的出生体重较低。有研究显示,胎儿和新生儿暴露于尼古丁,不仅可引起出生后体重加速增长和向心性肥胖的增加,也可引起血管周围脂肪的增加[6,7]。另外,低出生体重与腹部脂肪的分布有关,从而增加了患心血管疾病的危险性[2]。
2 婴幼儿期
婴幼儿期是儿童青少年生长发育的一个重要阶段。出生后第1年身长增长20~25cm,约为出生时的40%~50%;体重增长6~7kg,约为出生时的2倍,是出生后生长最快的一年,之后身长增长速度和体重增长率逐渐减慢,生后第2年,身长约增长10cm,体重约增长2~3kg,2~3岁时达到稳定状态[8]。这期间,婴儿表现出的生长模式同其遗传背景一致。约有2/3婴儿的生长曲线与标准生长曲线有交叉,或向上(追赶生长)或向下(滞后生长)。追赶生长一般在前3个月出现并持续到12~18个月,而滞后生长的出现时间稍偏后一点,到18~24个月完成[9]。
2岁前婴儿的生长遵循着遗传轨迹,追赶生长或滞后生长可以补偿胎儿生长的不足或过剩。追赶生长是人类生长发育的一个特性,在经过一段时间的生长停滞和延迟(例如疾病)后,儿童可以回到其遗传轨迹。追赶生长可以出现在成长的任何阶段,但是最常出现在1~2岁。有研究表明,从出生到2岁间的早期追赶生长是儿童肥胖、2型糖尿病和心血管疾病的一个危险时期。在0~2岁出现身高或体重追赶生长的儿童在5岁时比其他儿童更高和更重。这些儿童有较高的体质指数和体脂比,总脂肪量和中心脂肪分布也较高,而这些因素对成年肥胖也有预示性。另外,与适于胎龄儿(appropriate for gestational age, AGA)相比较,从出生到2岁间出现追赶生长的小于胎龄儿(small for gestational age, SGA)在2-4岁之间会积聚更多的体脂和向心性脂肪,其中内脏脂肪的积聚会导致儿童发生胰岛素抵抗。所以,出生后早期的追赶生长可以增加儿童肥胖、糖尿病和成年期疾病的危险性[10-13]。
母乳喂养对于预防儿童肥胖以及肥胖相关慢性病有印迹效应。研究发现,人工喂养的婴儿血浆胰岛素水平比母乳喂养的婴儿高,高血浆胰岛素水平可以刺激脂肪沉积和脂肪细胞的早期发育。母乳含有可以调节表皮生长因子和肿瘤坏死因子á的生物活性因子,而这两种因子可以阻止脂肪细胞的分化。另外,婴儿在10个月的膳食蛋白质摄入与今后BMI和体脂分布有关联,这表明,婴幼儿早期高蛋白质摄入量会增加发生肥胖的危险性[14,15]。
3 学龄前期(脂肪重聚)
与婴幼儿期相比,学龄前期生长发育速度相对减慢,但仍保持稳步地增长。儿童出生后9~12个月BMI迅速增加,然后逐渐降低,在3~8岁期间出现最低值,接下来BMI发生第2次增长,这种BMI 2次增长的现象称为脂肪重聚(adiposity rebound, AR)[16]。如学龄前期较早出现脂肪重聚则对后期肥胖发生有一定的影响,是成人期肥胖的预测指标之一。
近年来,AR发生的平均年龄减小,AR出现较早(5岁前)与儿童后期以及成人期较高的BMI相关。大量研究发现,AR发生越早,青春期最终的BMI越高,日后发生肥胖的几率越高[16]。Whitaker等[17]研究提示AR发生时间是肥胖发生危险的独立预测指标。
研究发现,AR发生时BMI的差别主要是由于体脂变化而不是瘦体重或者身高的变化引起的,AR发生较早儿童体脂增加的速度比发生较晚儿童的快些。但是,目前AR发生时的BMI归因于体脂变化的证据仍然缺乏,而且对AR较早发生和AR发生时较高的BMI单独预测成人期肥胖作用机制的了解有限,还需要进一步深入研究。
生命早期高BMI百分位数(尤其是AR发生时的BMI值)预示青少年相对较高的BMI水平。AR发生较早的儿童,其脂肪重聚时的BMI值较高,而且BMI增速也最快;AR发生时的BMI值较高是成人期BMI较强的预测因素,而且在女性中还是体脂百分比较强的预测因素。在AR发生前后,某些儿童BMI轨迹呈现向上或向下的偏移,百分位数较高和BMI百分位数上移都与较早的AR相关联,同时百分位数较低和百分位数曲线下移又都与较晚的AR相关联,而BMI百分位数较高和/或BMI百分位数上移的儿童以后发生肥胖的危险较高[16]。
至少有3个潜在机制可以解释脂肪重聚导致日后肥胖的原因。一是脂肪重聚期可能是儿童早期食物摄入相关行为或活动形成的时期。母亲的饮食控制和限制会影响婴儿或儿童食物摄入的调节。二是有研究显示,较早发生脂肪重聚的婴儿其母亲患有糖尿病。三是早期脂肪重聚可能反映的是早期成熟。青春期少年成熟越早,成年时患肥胖的可能性越大[3]。
4 青春期
青春期是生长发育的一个动态时期,在这期间,体格、体形和体成分都发生快速的变化,并且这种变化有性别差异。女孩的青春期一般约在11岁开始,而男孩在13岁,女孩青春期的开始和结束都比男孩早。在青春期,女孩和男孩身高分别可以增加25cm和28cm,成人体重的一半也是在青春期积累的[8]。所以,青春期也是肥胖发展的一个重要时期。
青春期对肥胖的影响是由于体脂数量和分布的变化。青春期女孩的体脂从17%上升到24%,而青春期男孩的体脂在减少。女孩青春期体脂的增加可能对肥胖程度和肥胖的持续性产生显著影响。男孩的体脂虽然在减少,但是体脂在腹壁或腹腔内的沉积增加了约5倍,而女孩仅仅增加了约3倍[3,18]。
有研究发现,多种因素影响青春期体脂的沉积。遗传是一个主要因素。此外,青春期的雄性激素可能更容易引起向心性肥胖,特别是在男性青少年中。但因为青春期女性青少年的雄性激素也在增长,所以向心性脂肪沉积的性别二态性还不清楚。压力、烟草和酒精是引起向心性脂肪沉积的环境因素,而体力活动能减少内脏脂肪。内脏脂肪和腹部皮下脂肪是体脂的两种类型,不同类型的脂肪组织与2型糖尿病和心血管疾病的不同危险因素相关联[19]。
5 结语
总的来说,体脂和向心性脂肪分布是慢性疾病、残疾和死亡的危险因素。个体的脂肪和向心性脂肪分布特征水平是在生长发育过程中逐渐展现出来的[20]。所以,研究儿童青少年各阶段的体脂变化,以及相关的机制和影响因素对于成年健康具有重要意义。
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