当前位置: 首页 > 医学版 > 医学知识 > 代谢&生命 > 应激反应
编号:34196
应激在代谢综合征发病机理中的作用.doc
http://www.100md.com
    参见附件(71KB)。

    应激在代谢综合征发病机理中的作用

    Roland Rosmond*

    Lundvagen 6, S-433 64 Savedalen,瑞典

    Received 9 March 2004; received in revised form 29 April 2004; accepted 4 May 2004

    摘要∶超量体脂、肥胖是在临床实践中的一种最常见的病症。 此外,还有肥胖伴有许多危险因子,包括高血压、葡萄糖无耐受力、糖尿病和高脂血症,经常而非单独出现。提示这些表现为单一综合征,被称为代谢综合征。 愈来愈多的证据提示糖皮质激素分泌与这个复杂的表现型相联系。 持续的变化以及有时外部环境的威胁这些激惹超过阈值时,就激活中心通路刺激肾上腺释放糖皮质激素。本综述中,我们将讨论这种过程怎样介导在代谢综合征中的致病作用。

    关键字

    疾病;环境;基因;代谢综合征;肥胖;应激

    1 前言

    对下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的频繁或持续的刺激可能构成机体外周病理生理学影响的基础,此观点源自HPA轴在自稳过程中发挥的中心作用。 虽然生物学上似乎有理,此复合体假说一直难以在人类得到研究(Chrousos and Gold, 1998)大概是因为几个内在的障碍。因而促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和精氨酸抗利尿激素是最重要的(DeBold et al<0) 1984; Taylor and Fishman, 1988}。结果血浆皮质醇增加以协助维持该内部环境。内分泌反馈调节平衡该中枢性传入的信号,其允许HPA轴保存皮质醇水平在最佳的范围(Dallman et al.,<0) 1994}。<0)

    过度的和持久的皮质醇分泌既可以通过环境因素也可以通过内在因素导致HPA轴经常被激发。 皮质醇分泌过多会引起诸如高血压、骨质疏松和抑郁等疾病(Chrousos and Gold, 1998)。 此外,皮质醇水平的升高有助于代谢综合征全面范围的发生,包括内脏肥胖,胰岛素抵抗和酯质紊乱以及各种心血管并发症的结果(Bjorntorp, 1993)。

    2 应激的概念

    2.1 应激普遍存在但没有普遍接受的定义。源于生物学和医学上的应激的概念是未知的。 应激研究起因于1878年Claude Bernard的认识,即所有生存过程存在于内在的动态生理平衡(milieu interieur),由围绕于全部组织分子的有机液体形成。他写到∶"所有的生命机制,与其本源而变化,具有唯一的目标,就是保持内环境的持续稳定状况(Bernard, 1878)。 Walter B. Cannon阐明了在一定的范围内维持生理的因子机制并提出'homeostasis'的术语,定义它为"协调生理过程,在生物体维持大多数常态"(Cannon, 1939)。他认为'critical stress'的水平是引起机体稳持稳态失败的'breaking strain'的原因,并由此采用'stress'和'strain'作为它们用于医学的术语。 他的实验许多是结论性的,并且与目前对应激反应中儿茶酚胺系统的作用的认识有关。他也阐明了愤怒和焦虑的情绪的反应,他称之为 "战斗或逃跑"(fight or flight)反应。 Hans Selye 扩展了Cannon 的包括通过HPA轴介导反应的稳态观点,提出了一种新的应激概念, 即"系统适应综合征"或GAS,是可通过任何机体的需求而诱发的一种单一的、刻板的反应(Selye 1956)。 出于科学目的,他将应激定义为"通过GAS表明其本身的状态"。 Selye推广了应激作为科学的和医学的概念,而且他的应激理论仍然流行。至1982年,Selye国际应激学会检索出20万种出版物涉及不同方面的应激概念(Selye, 1982)。

    研究揭揭示有许多系统参与了应激反应,但不清楚究竟非特定反应是否真的存在。John W. Mason (Mason, 1971, 1975)和其他学者对Selye的非特异的和刻板的应激反应概念提出异议,因为HPA轴能够对不同的应激源产生不同的应答(Mason,1971)。Mason建议,对不同的身体应激源的神经内分泌反应的相似性源于这样的事实,即用于Selye实验的全部应激源都可引起情绪苦恼,导致同样的内分泌反应。

    2.2应激的现代概念 yingji

    在最近几十年,通过在动物和人类的研究发展出了对应激的中枢神经激素的反应模式。 这些研究也举例说明了反应类型的个体差异是紧张刺激以及习惯或适应局势能力的产物,即所谓的coping (Lazarus, 1993)。

    应激反应的现代概念大部分由Chrousos and Gold (1992)开辟, WHO定义为应激是一种不和谐或威胁稳态的,当对稳态威胁超过阈值时引起适应反应的一种状态。应激反应的现代概念大部分由Chrousos and Gold (1992)开辟。作者假定下丘脑和脑干的两个主要部位介导应激反应: CRH -神经元和locus coeruleus-去甲肾上腺素/交感神经系统。 这个应激"系统"的活性增减引起皮质醇、去甲肾上腺素和肾上腺素的异常水平,有益于几种病症如抑郁、焦虑和甲状腺机能减退。 因而Chrousos and Gold针对某些相似于Selye学说的"适应性疾病"的扩展,解释按照适应不良(maladaptiveness)循环的应激-相关病症。

    因为人体内环境稳定系统从属于在有效范围内对环境因素反应的频繁变化,Sterling and Eyer 1988}创造了一个术语"变构稳定"(allostasis)并且定义它是"机体对一种新的状态增加或降低生命功能的能力"。可是,该allostasis的概念不能解释内环境稳定系统反复破坏的长期效应,这种效应导致对一种可以易感染疾病个体新水平的绝对值偏差的趋向。 因此, McEwen (1998)引入术语"变构负荷(allostatic load)",定义为对由allostatic systems的慢性过高或过低活性引起许多身体的机能的'消耗(wear and tear)'影响。 从Chrousos、Gold和McEwen的工作和概念,我们总结下列定义(在本综述中通篇使用):"应激是一种威胁稳态的状态,并且慢性应激是对内环境稳定系统的长期反复的破坏"。<0)

    3. 对应激源(stressor)的定义

    在应激和应激反应研究中的主要困难是应激源概念的多变。 应激的动物模型包括这些应激源:诱发饥饿、暴露寒冷、身体限制、暴露同种社交优势成员、不可逃避的电休克或濒死(McEwen and Stellar, 1993)。 人类应激源通常更为广泛的定义也包括复合生活事件诸如亲缘、健康、工作、财政和与社会结构有关的灾祸。 尽管有某些证据心理应激激活和在动物模型观察的同样的通路,但应小心不要过于概念化。

    4 代谢综合征∶定义和流行病学

    1971 Bjorntorp, 1988; Reaven, 1988}. 这群代谢危险因子称为代谢综合征。 这些危险因子包括胰岛素水平升高(胰岛素抵抗),内脏肥胖,甘油三酯的高水平和高密度脂蛋白胆甾醇的低水平以及高血压。 此外对胰岛素抵抗,内脏肥胖是该代谢综合征发生的一个关键因素。

    体脂的定位是作为一个危害健康肥胖的重要的预测因子出现。 体脂超出的面积很容易根据腰-臀围比例测定。 体脂高比例与糖尿病、高血压、心脏病或其联合危险因子的高风险相联系(Rosmond 2001)。

    WHO专家委员会对代谢综合征的工作定义包括葡萄糖无耐受力或糖尿病与/和胰岛素抵抗,连同两个或更多的下列组分∶增高的动脉压 140/90 mm Hg,增加的血浆甘油三酯 1.7 mmol and/or低的HDL -胆甾醇 0.9 mmol/L男性;1.0 mmol/L女性;内脏的肥胖(腰-臀比例>0.90男人;>0.85妇女)与/和体重指数(BMI) >30 kg/ m2; 最后有微白蛋白尿(microalbuminuria)(WHO, 2000).

    从欧洲人群胰岛素抵抗的研究结果和丹麦孪生注册者的数据显示胰岛素抵抗与代谢综合征的不同组分密切相关,而且该综合征的流行白种人大约16% (Beck -Nielsen, 1999)。然而,比较代谢综合征在不同国家的流行是困难的,因为人口的年龄构成不同,定义不一而且测量不是建立在人口基础上的。在芬兰和瑞典2型糖尿病的一个大家族研究中,分别在妇女和男人中发现了代谢综合征,其中10和15%的被试者有正常葡糖耐量, 42和64%的被试者有受损的禁食葡萄糖/受损糖耐量, 78和84%的被试者患有2型糖尿病(Isomaa et al., 2001)。 此外,冠心病和中风风险在患有该综合征的受试者增加三倍(Isomaa et al., 2001)。在芬兰的另一个研究中,代谢综合征解释为一系列脂质紊乱(高甘油三脂,低高密度脂蛋白-胆甾醇,或两者均有)和胰岛素抵抗(异常的葡糖耐量,高胰岛素血症,或两者均有),存在于17%的男人和8%的妇女(Vanhala et al., 1997)。

    发现在过剩体脂和代谢综合征发生之间有重要联系。在英国地区心脏研究中,几乎50%的肥胖的男人显示全部的代谢综合症(高血压,高血糖和脂质紊乱) (Wannamethee et al, 1998)。 肥胖和继之的代谢综合征在欧洲相对常见,特别是南部欧洲国家。 例如,甚至在Spili的低风险人口的克利特岛,发现高血压、糖尿病、肥胖和高胆固醇血症至少至少和在瑞典的流行一样。 1992)。

    在美国肥胖和代谢综合征是一个逐步升高的问题;美国成人大半超重或肥胖(Must et al., 1999)。 在一个大群体分析了一系列代谢异常(高血糖、高血压、低高密度脂蛋白-胆甾醇和高甘油三酯)的流行,其对心血管疾病死亡率的影响在男人为22,561,妇女为18,495 (Trevisan et al. 1998)。 代谢性异常的全部症状的流行在总人群中低,仅3.0%的男人和3.4%的妇女显示全部症状。 1998)。 在经绝后的美国白种人妇女,同时的存在高血压、脂质紊乱和异常的葡糖耐量大约8% (Yarbrough et al., 1998)。 这两个研究没有一个用WHO推荐的包括内脏肥胖的代谢综合征的定义。 基于肥胖和肥胖群体的发病率增加的证据,在美国代谢综合征的发病率可能要高得多。 这点在最近的参加Framingham后裔3224名白种人男人和妇女的研究中得到证实(Meigs et al., 2003)。 在这些患者之中,由WHO标准校准的代谢综合征的年龄-和性别发病率是24% (Meigs et al., 2003)。

    在东地中海地区国家的全国性代表数据没有很好地收集。 不过,可利用的有限的资料表明代谢综合征的发病率相当高。 在巴勒斯坦人口中,经由WHO标准年龄-校准的代谢综合征发病率是17% (Abdul - Rahim et al., 2001)。

    东南亚国家仅有有限的发病率数据。 最近的资料提示在中国香港患者中2类型糖尿病、高血压和不利的脂类分布的发病率至少10% (Lee et al., 2000)。

    5。 应激和胰岛素抵抗

    尽管应激源可以按照刺激的'类型'区别(McEwen and Stellar 1993),应激反应的一个主要组成部分包括HPA轴的活化。 与神经系统一起,它们对特定组织作为整体器官发挥功能的提供了大部分细胞外的控制。 然而,在内分泌和神经系统之间没有明显的差别。 在下丘脑和垂体这两个系统之间有紧密联系整合它们为一个控制单元。

    下丘脑内侧的脑室壁核的神经元(PVN)合成促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),并且投射到正中隆起,通孔hypophysealportal导管释放CRH到脑垂体前叶,刺激激素产生和分泌,包括促肾上腺皮质激素(ACTH)。 此外,儿茶酚胺在调节PVN神经元中起重要作用(Dallman, 1993; Herman and Cullinan 1997 )。 高儿茶酚胺水平提高HPA轴反应,并且CRH似乎刺激交感神经瘤(sympathetic outflow)(Chrousos and Gold, 1998 ).。

    因为在1980年代早期,就积累了大量的信息,说明HPA轴的活化导致生长轴和生殖轴两者包括交感神经系统的活化的抑制(Chrousos, 1998 )。 皮质醇、儿茶酚胺的慢性增加以及生长轴和生殖轴的慢性抑制导致许多不利的健康影响,而且其后遗症导致发病率和死亡率增加。

    1985}。 1997}。 1989}。 1989;coderre et al, 1996}。 1983; Wajngot et al., 1990)。 糖皮质激素的致糖尿病的作用至少在动物模型很容易证实(Dallman et al., 1993). 在骨格肌,皮质醇抑制糖原合酶(Holma¨ng and Bjorntorp, 1992 )。 最近的资料表明患有胰岛素抵抗的患者确实具有肌肉糖皮质激素受体数量增加(Reynolds et al., 2002).

    总之,最初高血糖伴有到葡萄糖负荷增加的胰岛素反应,但最后B细胞反应不足,而且对应激有关对抗调节的分解代谢的激素(皮质醇、儿茶酚胺)的无反对的作用足以恶化代谢障碍,有助于生物化学变化出现。 这个简单的解释提供一个轮廓,可以理解应激和胰岛素抵抗之间的联系。

    6. 应激和内脏肥胖

    皮质醇调节脂肪组织分化 、机能和分配,过度的话引起内脏肥胖。 内脏肥胖是代谢综合征的主要组成部分。 临床观察始终揭示,在内脏肥胖和Cushing's综合征之间有联系。 事实上, Cushing's综合征患有内脏肥胖的患者具有许多代谢的、激素的、循环的和行为的表现。 循环的皮质醇大量地与血浆蛋白结合。 主要的结合蛋白质是白蛋白和结合皮质甾类球蛋白,并且只有不到5%的血浆皮质醇被释放(Dunn et al.,<0) (1981)。 糖皮质激素通过与特殊的细胞质的糖皮质激素受体(GR)形成复合物起作用,其依次移位到核并且结合到染色质的特异位点。 2002;rosmond、2002}.。 既然皮质醇影响许多生理学过程,想要对皮质醇作用确定一个统一的定义是不现实的。 除了对葡萄糖代谢的作用,皮质醇抑制外周的组织(肌肉、皮肤、骨)的氨基酸摄入和蛋白质合成。 皮质醇快速地激活脂肪组织的脂肪分解(Bjorntorp, 1996 )。 在肾上腺切除动物,解脂活力并且相应地血浆游离脂肪酸水平减少(York, 1996 ).。......(后略) ......