肥胖性脂肪肝发病机制的研究进展

1、综述肥胖性脂肪肝发病机制的研究进展丁晓东范建高王国良作者单位:200080上海市第一人民医院消化内科肥胖作为危害健康的因素愈来愈引起人们的关注,目前对肥胖导致非酒精性脂肪性肝病(non 2alcoholic fatty liver disease ,NAFLD 的认识正不断加深。研究表明,肥胖者中NAFLD 的发生率为50%,其中重度肥胖者肝活检证实组织学完全正常者仅占10%,单纯性脂肪肝占30%,非酒精性脂肪性肝炎(nonal 2coholic steatohepatitis ,NASH 占24%30.5%,肝纤维化占28%,肝硬化或肝硬化倾向占1.5%8%1,2;有的研究甚至认为NAFLD

2、 是一种癌前期病变3,4,因此肥胖是慢性肝病的一个重要危险因素。肥胖导致的NAFLD 是一种慢性代谢性肝病,其根据是在肥胖导致的NAFLD 中可发现多种与代谢综合征相类似的异常5。一、胰岛素抵抗流行病学资料证实,肥胖患者中胰岛素抵抗(insulin resis 2tance,IR 发生率较瘦人为高。Chitturi 等6发现,在66例NASH 病例中,存在符合胰岛素抵抗者为98%,87%符合胰岛素抵抗综合征的诊断,82%有脂质代谢紊乱,70%有糖代谢异常,因此IR 是NAFLD 发病的另一重要危险因素。NAFLD 发病中IR 的形成原因与游离脂肪酸(free fatty liver ,FFA

3、增多、TNF 产生增多、解偶联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2表达上调和脂联素表达减少有关,而这些因素均可诱发肝细胞脂肪变,并可诱发肝内炎症。(一FFA 增多研究发现,肥胖者血清FFA 水平较高,其原因为:FFA 从饮食中摄入增多;外周脂肪组织中脂肪分解增多;肝内合成增多。增多的FFA 进入肝细胞内,超过肝脏的氧化能力,使过剩的FFA 酯化为三酰甘油(TG 。虽然肥胖性脂肪肝患者载脂蛋白B 和极低密度脂蛋白合成和分泌可能代偿性增加,但仍不足以排泄异常合成增多的TG ,导致脂质在肝内蓄积,形成脂肪变性。增多的FFA (特别是二羧酸本身具有细胞毒性(脂毒性,作用于肝细胞导

4、致线粒体肿胀和通透性增加,从而形成肝细胞变性、坏死和炎症细胞浸润。肝脏内增多的FFA 可以诱导细胞色素酶P450E1(CYP2E1表达增多,导致脂质过氧化反应,形成氧化应激,损伤肝细胞。(二TNF 产生增多肝脏内TNF表达增多的原因有如下几种因素:肝脏内FFA 增多,其中n 26多不饱和脂肪酸可通过氧化机制激活库普弗细胞中的转录因子NF 2B ,从而导致库普弗细胞生成TNF;肥胖者脂肪组织本身分泌的TNF 增多,肥胖者肝脏内的氧化应激导致TNF 表达增加。增多的TNF 通过与肝细胞膜上的TNF 型受体结合,促进肝细胞凋亡。增多的TNF可以活化神经鞘髓磷脂酶,使线粒体呼吸链电子传递受抑制和神经酰

5、胺合成增多,使线粒体活性氧(ROS 形成增多,从而促进脂质过氧化和肝细胞坏死,而肝内增多的FFA 还具有加强TNF细胞毒性的作用。一般认为,TNF增多在肥胖相关性NAFLD 进展中起重要作用。但Memon 等7对ob/ob 小鼠的研究发现,对TNF在NAFLD 发病中的作用提出了挑战。ob/ob 小鼠由于先天性瘦素基因缺乏而导致肥胖、2型糖尿病和脂肪肝,TNF 受体基因敲除的ob/ob 小鼠(ob/ob 2p55/p752/2小鼠与对照的ob/ob 小鼠相比,脂肪变性程度相同,因此研究者认为TNF 在肥胖性脂肪肝的发病中并非必需。(三UCP2表达上调有研究支持UCP2表达增高与IR之间有一定的

6、相关性。在ob/ob 小鼠细胞UCP2表达明显增高的同时伴有胰岛素分泌减少。K assis 等8发现,胰岛内UCP2mRNA 水平与胰岛互分泌水平之间具有时间依赖关系。由于UCP2表达增多可使胰岛素分泌减少,因此提出UCP2表达可能与IR 相关。而Samec 等9给予大鼠葡萄糖负荷后发现,肌肉中UCP2mRNA 水平与血浆葡萄糖水平呈密切正相关,并发现高脂饮食所致的UCP2表达上调与循环中的非酯化脂肪酸相比,其与IR 的关系更密切。UCP2表达上调可以通过降低肝细胞线粒体内膜的电化学梯度,导致线粒体A TP 合成减少,肝脏内的A TP 储备不足,进而致肝细胞对再次打击的反应能力不足。这表现为肥

7、胖的NASH 患者在接受中等度的果糖应激致肝细胞A TP 储备降低后,线粒体恢复合成A TP 的速度减慢,使肝细胞内A TP 更易耗竭。研究还发现线粒体在应激后A TP 的恢复能力与肥胖程度(体重指数呈负相关。诱导肝细胞UCP2表达上调的因素有TNF 、FFA 等。(四脂联素表达减少目前认为,脂联素与IR 关系密切,它可以改善机体对葡萄糖的利用,增加脂肪酸的氧化和肝脏内胰岛素的作用,并且具有减轻骨骼肌和外周组织中脂肪含量的作用,从而改善IR 。研究发现,肥胖者和2型糖尿病患者脂联素的表达减少。最近发现在四氯化碳打击的大鼠肝脏中有脂联素表达,且其表达是被打击所诱导的10,提示在NASH 病例中,

8、脂联素也可能具有一定的作用,但目前还缺乏该方面的研究。二、瘦素抵抗肥胖者体内存在瘦素抵抗。瘦素抵抗是瘦素作用不足,致使机体摄食增加,导致肥胖和高脂血症。肥胖者体内增高的瘦素水平可促进肝纤维化的进展。Leclercq 等11发现,ob/ob 小鼠虽有NASH ,但即使给予四氯化碳等毒物,仍不发生肝纤维化,且其肝脏不能检测到125Chinese Hepatology ,Dec 2003,Vol 8,No.4(型胶原、2SMA和TGF的表达。但给予外源性瘦素后,这些动物则可发生肝纤维化。这些都提示瘦素在肝纤维化的发生中起重要作用。而Potter等12发现,瘦素并非肝纤维化的必要因素,因为瘦素缺乏虽然

9、可以减轻肝纤维化,但不能阻止肝纤维化的发生。临床研究也发现,NASH患者血中的瘦素水平与脂肪变性的程度成正相关,而与肝纤维化无关13。动物研究发现,尽管正常的肝脏不能表达瘦素,但在硫代乙酸导致的肝纤维化中,活化的肝星状细胞可以表达瘦素及其受体,而且瘦素可以作为一种强自分泌调节因子激活肝星状细胞。Ikejima等14发现,瘦素受体通过Janus激酶2信号转导和转录激活因子途径介导瘦素信号传导调节细胞外基质的重塑,而且肝窦内皮细胞和库普弗细胞中均有瘦素长型受体的表达,后者可介导瘦素上调肝纤维化的重要促进因子TGF及其受体的表达,从而参与肝纤维化的发病。三、细胞功能改变肥胖性脂肪肝中存在多种细胞功能

10、的异常,主要表现为肝细胞和库普弗细胞异常。前者导致肝细胞对再次打击的脆弱性,后者导致免疫异常。(一肝细胞的脆弱性肥胖性脂肪肝肝细胞线粒体存在多种异常,表现为:巨大线粒体,线粒体内膜上嵴粒减少,其内可见成分不明的类结晶的多层透明状吞噬小体形成;线粒体DNA(mtDNA损伤和缺失;耗氧量增加,活性氧和自由基形成增多(如过氧化氢和超氧阴离子;内膜对质子的通透性增高;线粒体膜上抗凋亡的Bcl2X L、Bcl22和促进凋亡的Bax 的表达增多;线粒体膜上UCP2表达增加;抗氧化物质(如谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、维生素E等耗竭。以上异常均可导致线粒体的功能障碍,而功能障碍的线粒体是ROS形成的主要细胞器。

11、大量的ROS的形成,可导致细胞凋亡和坏死。ROS 还可使库普弗细胞合成TNF增多,间接损伤肝细胞。大量的ROS可氧化不饱和的脂质导致脂质过氧化,进而损伤线粒体内的各种成分(如氧化磷酸化蛋白、膜脂质和mtDNA,加剧线粒体功能障碍。脂质过氧化产物(L PO可以使部分NASH患者发生mtDNA缺失、复制错误、修复障碍或断裂,还可与线粒体蛋白反应形成加合物,抑制电子沿着呼吸链的传递,造成线粒体呼吸链复合物活性降低。L PO与ROS相互作用形成恶性循环,使线粒体损伤进一步加重。ROS触发脂质过氧化反应,除可直接导致细胞死亡外,还可导致两个强有力的脂质过氧化产物和42羟化壬烯的形成增多。丙二醛和42羟化

12、壬烯与库普弗细胞及肝细胞释放的细胞因子一起介导肝细胞坏死、Mallory小体形成、肝内炎症细胞浸润、肝星状细胞活化以及肝纤维化等病变。此外,抗氧化物质的缺乏使ROS的灭活障碍,进一步增加ROS对线粒体的损伤作用,而肝细胞脂肪变性诱导的脂质过氧化和ROS形成增多,可以消耗细胞内的抗氧化物质,导致谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和维生素E缺乏,形成恶性循环。肥胖者体内长期处于一种慢性低度的炎症状态,使肝脏内活性氧产生增多,导致肝脏内氧化应激压力的长期存在,从而使肝细胞处于一种微妙的适应状态;同时导致肝细胞自身对再次打击的能力减弱,在肝脏抗氧化剂消耗耗竭时,肝脏便发生脂质过氧化反应,形成大量的L PO,导致

13、肝脏炎症加重和逐渐进展到肝纤维化状态。肥胖性脂肪肝的肝细胞线粒体膜上Bcl22、Bcl2X L、Bfl21、UCP2等抗凋亡因子和Bax等促调亡因子表达均增加,但程度不同,结果使肝细胞凋亡不足,但肝细胞仍处于凋亡的应激之中。尽管肝细胞在凋亡和坏死的压力下存活下来,但是其对再次打击的耐受力却明显降低。当肝细胞遭受二次打击时, UCP2可使线粒体合成A TP的能力进一步降低,线粒体膜的通透性和ROS合成进一步增加,膜电位减少,使肝细胞易于发生坏死。(二免疫细胞异常fa/fa大鼠的肝内库普弗细胞和ob/ob 小鼠外周血巨噬细胞具有明显的异常,表现为:吞噬功能异常,对炎症的局限化功能减退;库普弗细胞内

14、线粒体产生过氧化氢增多,导致氧化应激;基础IL21和L PS刺激后IL26产生增多,并且由IL26调节的基因转录产物环氧化酶2mRNA表达增多。由此可见ob/ob小鼠的巨噬细胞功能紊乱。体外培养的ob/ob小鼠的库普弗细胞,经内毒素处理后,其IL218mRNA表达上调较对照细胞明显,且维持时间长。用Western印迹法研究发现,基础状态ob/ob小鼠血清IL218水平是对照组的2倍,给予内毒素后,血清IL218水平较对照增高更明显15。但在ob/ob小鼠的肝脏内并不能检出IL212p40蛋白的表达,而IL218要达到减少N K1.1T淋巴细胞需要IL212的协助,因此IL218表达水平的升高能

15、否解释肝内N K1.1T淋巴细胞的减少还有争议。另外,N K1.1T淋巴细胞在肝内的聚集需要白细胞功能相关抗原21(L FA21的作用。L FA21在ob/ob 小鼠中的表达较对照组减少约50%,因此L FA21减少可能与肝内的N K1.1T淋巴细胞减少的发生有关。由于N K1.1T淋巴细胞是IL24的主要产生来源,这可以解释研究中发现的ob/ob小鼠IL24产生量较对照组小鼠减少(50%。IL24表达的减少可使Th22类细胞因子(如IL210产生减少,Th21类细胞因子(如给予内毒素处理后IFN2的产生量产生增多。在给予内毒素处理后,肥胖的ob/ob小鼠与对照组相比,结果尽管IL210和IF

16、N2的产生量均增加,但诱导生成的IL210mRNA水平却被明显地抑制,而IFN2mRNA水平则明显增高。肝脏内免疫细胞功能的紊乱导致肝脏在受到打击时,天然免疫反应和T细胞免疫反应异常,加重了肝内的炎症的程度,加剧肝细胞损伤,使肝脏对再次打击的能力减弱。肥胖性脂肪性肝病的发病机制复杂,因而需要进一步的研究,以便寻找有效的治疗药物。参考文献1Gholam PM,K otler DP,Flancbaum LJ.Liver pathology in morbidly obese patients undergoing Roux2en2Y gastric bypass surgery.Obes Surg

17、,2002,1249255.2Sheth SG,G ordon FD,Chopra S,et al.Nonalcoholic steatohepatitis.Ann Intern Med,1997,1261372145.3Bugianesi E,Leone N,Vanni E,et al.Expanding the natural history35肝脏2003年12月第8卷第4期of nonalcoholic steatohepatitis :from cryptogenic cirrhosis to hepatocel 2lular carcinoma.G astroenterology

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24、x in the rat.G astroenterology ,2002,122139921410.15Chikano S ,Sawada K ,Shimoyama T ,et al.IL 218and IL 212induceintestinal inflammation and fatty liver in mice in an IFN 2dependent manner.Gut ,2000,477792786.(收稿日期:2003205206HLA 与肝移植唐映梅陈湖作者单位:510080广州中山大学附属第一医院消化内科在器官移植中有研究认为,HLA 主要与排斥反应有关,在心脏、肾脏移植

25、中HLA 配型得到了极大的重视。而以往的研究认为肝脏是免疫特惠器官,不易受体液免疫及细胞免疫的损害,容易产生免疫耐受,因而并不重视HLA 配型。移植时只考虑供、受体的血型是否相合,肝脏大小是否相符。在肝移植领域对HLA 的研究也集中于配型方面的争论。随着免疫学的发展,免疫识别的理论取得了重大进展。2000年,有人1提出了“基因差异加始动因子论”,该理论认为就移植学而言,HLA 特异性抗原加众多的非特异性危险因子才是导致严重排异反应的根源。基因差异学说认为,哪里有基因差异性不相容,哪里就可能有免疫识别和反应发生。反应的程度和结果可以不同,但反应绝对存在。这一推测最近得到来自临床肝移植资料的肯定。虽然目前肝移植的围手术期处理及手术技术已相当成熟,但综合大量统计学资料表明,肝移植术后移植物1年存活率为68%,低于肾移植的80%,说明肝移植的排斥反应与肾移植相似,甚至高于肾移植。肝脏移植和肾脏移植、心脏移植相似,遵循一定的组织相容性的免疫学规律。近来活体肝移植广泛开展,活体肝移植供肝多来自患者亲属。较之尸肝移植,活体肝移植的存活率为91.7%。如此好的结果提示