如何利用血清脂肪酸和胆汁酸诊断肥胖个体代谢异常?
研究还发现胆汁酸不仅在营养物质吸收中起作用,它也是重要的信号分子,通过激活胆汁酸受体来启动信号通路和调节基因表达,在胆汁酸代谢、脂代谢、糖代谢和能量稳态中起着重要作用。但是随着肥胖及其相关糖尿病的发展,胆汁酸水平的变化及其与脂肪酸的相互作用仍然不是很清楚。
为了弄清脂肪酸和胆汁酸的相互作用在肥胖个体代谢中起到的影响,研究采用了麦特绘谱专业的靶向代谢组学方法,对包括199例正常人,78例超重/肥胖患者和66例超重/肥胖T2DM患者的病例对照研究,并对代谢手术干预的肥胖糖尿病患者进行了血清胆汁酸谱和脂肪酸谱的定量代谢检测及系统分析。进一步通过动物和细胞实验阐明可能的机制。
血清脂肪酸在肥胖相关代谢性疾病中的意义
胰岛素抵抗是2型糖尿病发病机制的核心环节。游离脂肪酸与肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病及代谢综合征的发生发展都有密切的关系。长期暴露于高浓度的脂肪酸情况下,胰岛β细胞分泌胰岛素的功能将受到损害,产生脂毒性作用。循环中高水平的脂肪酸超过脂肪组织的储存能力和外周组织对脂肪酸的氧化能力,过多的游离脂肪酸则以甘油三酯的形式沉积在非脂肪组织,例如肌细胞、肝细胞和胰岛β细胞等,从而造成了胰岛素抵抗、非酒精性脂肪性肝病和2型糖尿病。
因此,脂肪酸水平的变化是肥胖相关的代谢综合征和心血管疾病的重要特点,系统分析代谢性疾病人群脂肪酸水平的变化对疾病的风险预测、早期诊断和治疗具有重要意义。
血清胆汁酸在肥胖相关代谢性疾病中的意义
胆汁酸在肝脏中合成,是体内清除胆固醇的主要途径。进食后胆汁酸分泌到小肠,对脂质和脂溶性维生素进行消化和吸收。胆汁酸不仅在营养物质吸收中起作用,而且作为重要的信号分子,它通过激活不同的胆汁酸受体在糖代谢、脂代谢和能量稳态中起重要作用。
胆汁酸膜受体的激活可以促进肠道内分泌细胞释放GLP-1,从而发挥对糖代谢的调节及对胰岛素敏感性的影响。另外,还能够增加人和动物体内棕色脂肪细胞的活性,导致能量消耗增加,从而抑制肥胖的发生。胆汁酸核受体的激活能抑制抑制肝脏糖异生,增加肌肉和脂肪等外周组织胰岛素敏感性,也可以诱导胰岛β细胞第二时相胰岛素的释放。另一方面,它的激活能够抑制肝脏脂肪酸和甘油三酯的合成,调节脂蛋白和脂肪酸摄取基因的表达,还可以诱导脂肪酸氧化的增加。因此,探寻胆汁酸水平及组成的变化,对肥胖、2型糖尿病以及非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的预防和治疗具有重要的意义。
二高-γ-亚麻酸与脱氧胆酸类胆汁酸的比值是肥胖个体发生代谢异常的分子标志物
研究发现肥胖糖尿病患者与非糖尿病患者相比,血清胆汁酸谱中脱氧胆酸类胆汁酸(DCA species)明显下降,并且与临床指标明显相关;血清游离脂肪酸明显升高,尤其是一些多不饱和脂肪酸,其中二高-γ-亚麻酸(DGLA)最为突出,与各项临床指标相关性最强。而且二者呈明显的负相关,DGLA/DCA species的比值随着肥胖及糖尿病的发生逐渐升高。而接受代谢手术治疗的患者,DCA species和DGLA都发生了明显的转归,且该比值也明显下降。另外该比值与各项临床指标明显相关。对高脂饮食诱导的肥胖伴糖耐量异常小鼠肝脏组织的研究结果与人体的相吻合,提示循环中的变化可能是由于肝脏组织的代谢异常引起的。进而我们通过对肝细胞进行研究发现DCA和它的牛磺结合型TDCA可能通过抑制脂肪酸摄取基因FATP5来影响DGLA代谢。因此,该研究说明胆汁酸和脂肪酸代谢异常及其它们相互作用的异常引起了肥胖相关的代谢紊乱。DGLA/DCA species的比值可以很好的反映不健康肥胖的代谢状态,能够作为超重或者肥胖患者发生代谢异常的潜在分子标志物。该研究结果近期发表于国际学术期刊The FASEB Journal上。
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