代谢综合征及其血脂异常

代谢综合征(metabolic syndrome) 这一概念最早由Reaven于1988年首先提出,以后又有学者称之为胰岛素抵抗综合征(insulin resistance syndrome)或X综合征(syndrome X),是一组与心血管病危险相关联的多症候群的综合征,往往与胰岛素抵抗密切相关,是心血管疾病及相关疾病防治的主要问题,也是目前临床和基础研究的热点。代谢综合征患者的血脂异常主要表现为富含甘油三酯的脂蛋白(triglyceride rich lipoprotein,TRL)[包括极低密度脂蛋白胆固醇(very low density lipoprotein,VLDL)和乳糜微粒(chyromicron,CM)及其残粒]升高、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)降低和小而密低密度脂蛋白(small dense low density lipoprotein,sLDL)增加。 北京协和医院检验科程歆琦

代谢综合征的诊断 

1. 代谢综合征的特征:代谢综合征的主要特征为糖尿病或糖耐量减退伴有血脂异常、高血压和中心性肥胖。近年来,对代谢综合征的研究不断深入,并相继将纤溶凝血异常[血浆纤溶酶原激活物抑制剂 – 1(plasmin activator inhibitor,PAI-1)和纤维蛋白原增高]、高尿酸血症和微量蛋白尿等也纳入代谢综合征范畴。

2. 代谢综合征的诊断标准:关于代谢综合征的诊断,目前国际上暂无公认的标准。1999年世界卫生组织曾提出代谢综合征的工作定义:糖尿病或糖耐量减退和/或胰岛素抵抗(由高胰岛素葡萄糖钳夹技术测定的葡萄糖利用率低于下位1/4位点),并伴有两种以上下列表现:高血压(≥140/90mmHg)、高甘油三酯(triglyceride,TG)[≥1.7 mmol/L(150mg/dl)]和/或低HDL-C[男性<0.9mmol/L(35mg/dl);女性<1.0mmol/L(39mg/dl)];中心性肥胖[腰/臀比,男性>0.90;女性>0.85和/或体重指数(body mass index,BMI)>30]、微量白蛋白尿(尿白蛋白排泄率≥20μg/min或白蛋白/肌酐比值≥30mg/g)。

临床上采用上述标准识别代谢综合征比较困难。因此,2001年美国胆固醇教育计划成人治疗组第三次指南(National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III,NCEP-ATPⅢ)对代谢综合征的定义及诊断标准作了规定:符合以下3个或3个以上条件者即为代谢综合征:中心性肥胖(腰围:男性>2550px,女性>2200px);高TG[≥1.69 mmol/L (150mg/dl)];低HDL-C[男性<1.04 mmol/L (40 mg/dl);女性<1.29 mmol/L (50 mg/dl)];空腹血糖≥6.1 mmol/L(110 mg/dl);血压≥130/85mmHg(1mmHg=0.133kPa)。ATPⅢ文件易于操作,但对于肥胖的诊断标准,显然不适合我国人群。为此,中华糖尿病分会建议目前暂按2002年“中国肥胖问题工作组”拟定标准,即BMI≥28.0或男性腰围≥2125px、女性腰围≥2000px作为中心性肥胖的诊断界限。

3. 代谢综合征的流行病学:代谢综合征在不同人群中的发病率都很高,多见于50岁以上成年人,是中老年人最常见的代谢异常。但关于代谢综合征流行状况的研究还很有限。不同人群中代谢综合征患病率也不尽相同。Meigs等报告在弗明汉子代研究及圣·安东尼奥心脏研究中,根据WHO/ATPⅢ的标准,以肥胖、血脂异常、高血糖及高血压作为代谢综合征的诊断标准,20岁以上的美国成年人中大约24%患有代谢综合征,且在老年人和墨西哥裔美国人中患病率更高,其中墨西哥裔美国人患病率高达33%。代谢综合征的个体患心血管疾病和2型糖尿病的可能性分别是非代谢综合征个体的2倍和4倍。另外,根据全美营养调查(1988~1994年)资料,用ATPⅢ诊断标准统计得年龄标化代谢综合征患病率为男性22.8%,女性22.6%。Bruneck研究中共调查了40~79岁的意大利Bruneck居民888名,根据WHO代谢综合征的诊断标准,代谢综合征的发病率为34.1%,根据ATPⅢ标准,代谢综合征的发病率为17.8%,且在老年人及缺乏运动的人群中发病率较高。

我国关于代谢综合征流行状况的大规模流行病学研究还不是很多。陈蕾等最近报告上海市华阳和曹杨社区代谢综合征流行病学调查,根据WHO代谢综合征的诊断标准,20~74岁人群代谢综合征患病率为17.14%,45岁以上男性和50岁以上女性患病率明显升高,分别为20.55%和26.87%,65~69岁患病率达高峰,男性和女性分别为34.88%和41.18% 。李健斋等参考ATPⅢ标准,以中国人腰围标准统计得年龄标化北京地区人群患病率为男性(9209例)15.1%,女性(6990例)13.0%。 

代谢综合征血脂异常的发生机制   

目前认为代谢综合征是多基因和多种环境因素综合作用所致的疾病,胰岛素抵抗则是代谢综合征一系列代谢异常的共同发病基础,是其血脂异常的中心环节。遗传异常、肥胖及缺乏运动、拮抗激素的作用、药物等许多因素均可导致胰岛素抵抗,而肥胖尤其是中心性肥胖是引起胰岛素抵抗的始动原因,其可能机制为:①肥胖者体内脂肪细胞增生和肥大,组织细胞胰岛素受体数目减少或活性下降,同时组织细胞膜上Ca2+-ATP酶活性下降,导致细胞内钙抑制了胰岛素的作用。②肥胖者脂肪组织中的肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)转化酶活性增强,体内TNF-α水平升高,可通过内分泌和旁分泌途径抑制肌肉组织胰岛素受体的酪氨酸激酶活性,抑制胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate,IRS-1)的磷酸化和葡萄糖转运体4(glucose transporter,GLUT-4)的表达,使胰岛素信号转导过程受阻。③肥胖者过氧化物酶体增生物激活受体(peroxisome proliferator activated receptors,PPARs)基因突变。

代谢综合征患者血脂异常的主要原因是胰岛素抵抗造成大量积聚在肥胖者内脏的脂肪细胞释放过多的游离脂肪酸(free fatty acids,FFA)。血浆FFA水平主要受脂肪组织中激素敏感脂肪酶(hormone sensitive lipase,HSL)和脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)的调节。HSL催化脂肪组织中TG水解产生FFA的限速步骤,调节脂肪组织中FFA的释放,LPL促进脂肪组织中的FFA以TG的形式储存。胰岛素抵抗时,胰岛素对HSL的抑制作用和促进LPL合成的作用减弱,脂肪组织中脂肪动员加强,产生大量FFA入血,并被肝脏摄取作为合成VLDL的原料,使VLDL及VLDL中TG的合成和释放增加。同时,胆固醇酯转移蛋白(cholesteryl ester transfer protein,CETP) 和肝脂肪酶(hepatic lipase,HL)活性升高,前者加强了TRL与LDL和HDL之间TG和胆固醇酯的交换,形成大量富含TG的LDL和HDL,并被HL水解形成sLDL和小而密HDL。

另外,胰岛素抵抗可能导致肝细胞载脂蛋白(apolipoprotein,apo)CⅢ合成增加,apoCⅢ能抑制LPL的活性,进而抑制LPL对VLDL和CM中TG的脂解,造成VLDL和CM在血循环中的清除减慢。CM与LPL的亲和性高于VLDL,LPL优先降解CM颗粒中的TG,因此VLDL升高比CM明显。因VLDL和CM清除减慢,其表面成分(如apoAⅠ,游离胆固醇,磷脂等)释放随之减少,使HDL合成的原料不足,HDL水平下降。代谢综合征患者HDL-C下降还可能与三磷酸腺苷结合框转运子-1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)活性有关。ABCA1的主要功能是参与HDL颗粒的组装和胆固醇的逆向转运。代谢综合征患者ABCA1的功能降低,使apoAⅠ无法与细胞内脂质结合而很快从血浆中清除,血中HDL-C降低。

代谢综合征血脂异常显著增加了代谢综合征患者发生动脉粥样硬化性心血管病的危险,其与动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的关系主要表现为:①TRL能够与巨噬细胞“修饰的VLDL受体”结合,导致巨噬细胞内脂质堆积而转变成泡沫细胞,另外,TRL升高伴有的高凝状态在AS的发生中也起重要作用。②sLDL与LDL受体的亲和力低,在血中半寿期延长,更容易进入动脉壁并通过血管内皮进入内皮下,且sLDL的抗氧化能力弱,因此易被内皮下间隙的巨噬细胞摄取形成泡沫细胞。③HDL参与胆固醇逆转运,减少胆固醇在血管壁内沉积,HDL还能抑制LDL氧化,抑制内皮细胞表达粘附分子从而抑制巨噬细胞等在血管内皮募集、粘附进入内皮下间隙,具有抗AS作用。因此,胰岛素抵抗直接和间接引起的血脂异常显著增加了动脉粥样硬化性心血管病的危险性。 

代谢综合征血脂异常的干预 

代谢综合征患者的血脂异常显著增加了其发生动脉粥样硬化性心血管病的危险性,研究表明对代谢综合征血脂异常的干预可防止并延缓动脉粥样硬化性心血管病的发生、发展,降低其发病率和死亡率。ATPⅢ于2001年提出了改变具有心血管疾病危险的个体血脂异常的最新目标,即TG<1.69 mmol/L (150mg/dl);HDL-C>1.04 mmol/L (40mg/dl);LDL-C< 2.6mmol/L(100mg/dl)。对代谢综合征血脂异常的干预是综合性的,包括治疗性生活方式改变、改善胰岛素敏感性药物治疗及降血脂药物治疗等。

1. 治疗性生活方式改变:ATPⅢ 2001年提出的高脂血症治疗的最新建议特别强调了治疗性生活方式改变的重要性。治疗性生活方式改变主要包括控制饮食、运动疗法、减肥等。良好的饮食结构和有规律的运动可以改善中心性肥胖、胰岛素敏感性及血脂异常,降低血浆TG和LDL,增加HDL浓度。另外,戒烟、避免过度饮酒等也有助于改善血脂异常。

2. 药物治疗:改善代谢综合征血脂异常的药物主要包括胰岛素增敏剂和降血脂药物等。噻唑烷二酮(Thiazolidinediones,TZDs)类药物为胰岛素增敏剂,能够活化PPAR-γ,增加脂肪细胞中相关基因的表达,促进脂肪组织对葡萄糖的摄取,改善胰岛素敏感性。TZD还可抑制TNF-α产生,提高机体对胰岛素的敏感性和改善胰岛β细胞分泌功能。TZDs可降低TG和FFA,增加HDL水平,并不降低总胆固醇,但可以降低sLDL。他汀(Statins)类药物为三羟基三甲基戊二酸单酰辅酶A(3-Hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A, HMG-CoA)还原酶的竞争性抑制剂。HMG-CoA还原酶催化胆固醇合成的限速步骤,Statins能够竞争性抑制HMG-CoA还原酶,使胆固醇合成减少。VLDL残粒中含有丰富的apoE和apoB,LDL中含丰富的apoB,他们都能与肝细胞膜中的LDL受体结合而被肝脏清除。Statins能够上调LDL受体活性,促进VLDL残粒和LDL从血循环中清除。贝特类药物为人工合成的PPAR-α配体,通过活化PPAR-α,降低apoCⅢ浓度,增加LPL的表达,促进肝细胞对FFA的摄取和β氧化,降低TG浓度。PPAR-α活化还可以促进HDL的主要载脂蛋白apoAⅠ和apoAⅡ的表达,增加HDL浓度。

代谢综合征在西方和我国的发病率均呈上升趋势,其血脂异常主要表现为致动脉粥样硬化的脂蛋白谱,即TRL升高、HDL降低和sLDL增加。对代谢综合征血脂异常机制的了解有助于对其进行积极的干预,减少代谢综合征患者动脉粥样硬化性心血管病的发生和发展。选择合理的干预措施对实现上述目标有着重要的意义,首先应强调治疗性生活方式改变,血脂异常较为严重的患者除改变生活方式外,还应该采用多种降脂药物的联合治疗,具体的药物选择应该根据血脂异常的特点具体实施。今后有关代谢综合征血脂异常的机制还有待更为广泛和深入地研究,为有效改善其血脂异常及防治动脉粥样硬化性心血管病提供新的方向。

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