肥胖是一个很棘手的医学问题。随着人们生活水平的提高,人类肥胖的发生率有増加趋势。肥胖不仅増加了患糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、冠心病等疾病的潜在危险性,而且难以治疗,并带来一系列的社会心理问题。

近几年来,一些研究者对肥胖成因进行了大胆探索,从基因水平研究肥胖的病因及发生、发展,并且已取得了突破性的进展。肥胖的基因表型是复杂的多基因系统,且伴有基因-基因和基因-环境的相互作用,来自动物模型的资料已经表明,单基因突变在肥胖发生中具有重要地位。

有学者在过食的猿和小鼠等动物身上进行脂肪细胞基因的扩増表达,以寻找能够用以进行体重调节和肥胖研究的基因。也有学者试图寻找啮齿类动物肥胖基因与人类肥胖基因的关系。越来越多的肥胖基因研究为我们从根本上认识肥胖的发生机理打开了一个新的领域。对肥胖基因的研究是未来肥胖研究领域的中心课题之一。

由美国洛克菲勒大学分子遗传学家杰弗里 · 弗雷德曼(Jeffrey Friedman)领导的研究小组进行动物模型实验发现,在肥胖动物体内存在一种肥胖基因(obese gene),此基因的表达产物是OP(obese protein)。肥胖小鼠体内肥胖基因发生突变,OP无法产生,引起小鼠肥胖。当给予外源性OP时,肥胖小鼠摄食减少,体重随之下降。OP可能通过与下丘脑腹正中核(VMH)或中枢神经系统的受体相互作用,调整自主神经系统的活动,从而影响到个体摄食行为和肥胖的发生。大量动物实验表明:肥胖基因编码产生OP,肥胖基因突变可引起动物肥胖。

但对人类肥胖者来说,情况并非如此。OP,现命名为“leptin”,源于希腊语“leptos”,而后者意味“疫”或“苗条”。此种蛋白产生于脂肪组织中,作为反馈回路(feedback loop)中的传入性饱食信号影响者机体食欲和大脑的饱食中枢。这一回路的最终结果是调节体内脂肪的储存量。人类肥胖基因编码产生的蛋白和小R蛋白不完全一样。可在人血清中检测出Leptin,而血清Leptin水平是通过肥胖基因表达的直接变化来调控的。在肥胖基因表达水平上,体脂肪的变化表现为血清Leptin水平的变化。

美国费城托马斯·杰斐逊大学从事内分泌代谢研究的罗伯特 · V · 康西顿尼(considine RV)教授及其同事,应用放射免疫法(RIA)测查了136名正常体重成人和139名肥胖者的血清Leptin浓度,对其中7名肥胖者减肥和体重维持阶段进行观测。结果发现:

1. 正常体重组的7%未在血清中检测出Leptin,而肥胖组全部检出。肥胖组血清Leptin浓度平均为31. 3 ng/dl,而正常体重组平均为7. 5 ng/dl,肥胖组是正常组的4倍多。

2. 血清Leptin浓度和体脂百分比、体块指数(BMI)之间存在强烈正相关(相关系数分别为0. 85、0. 66)。脂肪细胞中肥胖mRNA含量和体脂百分比、BMI密切相关(相关系数分别为0. 68、0. 70)。肥胖组脂肪细胞中肥胖mRNA的含量是正常体重组的2倍。

3. 由BMI界定肥胖者和正常体重者时,正常体重妇女血清Leptin水平明显高于正常体重男性,肥胖妇女血清Leptin水平也高于肥胖男性。然而,当具有相同体脂百分比的男女进行比较时,二者的Leptin水平没有什么差别。

4~7名肥胖者每日摄入800千卡热量,其中4名8周后体重减轻10%,3名12周后减轻10%。体重减轻后血清Leptin水平明显下降,但其血糖水平无多大变化。血清Leptin水平下降53%时,脂肪细胞中肥胖mRNA含量减少38%。减肥后Leptin浓度和肥胖mRNA含量均下降,但在减肥后维持阶段两者又上升。7名肥胖者餐前、餐后血清Leptin水平无明显变化,而血清胰岛素和血糖浓度每餐后均有显著増加。

美国托马斯·杰斐逊大学从事儿科研究的哈辛克(Hassink SG)等调查了77名肥胖儿童和30名正常体重儿童,结果发现:

1. 肥胖组血清Leptin浓度平均为38. 6 ng/dl,对照组平均为7. 8 ng/dl,肥胖组Leptin水平是对照组的4倍。

2. 所有儿童血清中均检测出Leptin,其检测水平介于4. 9~84. 6 ng/dl之间,与BMI、上臂脂肪面积(arm fat area)高度相关(相关系数均为0. 88)。

3. 儿童脂肪组织的增加和血清Leptin水平有直接的关系。与成人一样,随着肥胖程度的增加,肥胖儿童血清Leptin浓度呈正比例上升。与男孩相比,女孩的Leptin水平较高。

不论儿童或成人,肥胖者血清Leptin水平均高于正常体重者。体内脂肪增加导致血清Leptin水平升高,该机制与肥胖基因诱导有关,但关于Leptin分泌的调节机制知之甚少。

这些结果表明:血清Leptin浓度和体脂百分比有关,人血清Leptin水平似可反映体内脂肪组织储存量。当脂肪组织增加时,肥大的脂肪细胞产生Leptin,抑制脂肪组织的继续储存。如果认为Leptin是由脂肪细胞产生的一种饱食激素,那么它是如何和大脑,尤其是下丘脑的摄食行为相联系的呢?

一个可能是通过下丘脑分泌的神经肽Y调节的。高水平神经肽Y可引起食物摄入増加,低水平神经肽Y的作用则相反。在大多数肥胖动物模型中,下丘脑神经肽Y的水平较高,自脑室内注射神经肽Y可使体重正常小鼠肥胖。由神经肽Y引起的主要代谢变化是胰岛素和糖皮质激素分泌増加,相应地増加了脂肪储存。

肥胖啮齿动物(如兔、小鼠)的下丘脑存在高水平神经肽Y的原因目前还不清楚。 ob/ob小鼠,指的是小鼠特别肥大,它们体内无肥胖蛋白产生,神经肽Y和肥胖mRNA水平较高,当长期给予外源性Leptin时,此种小鼠的摄食量减少,体重也有所下降,并且同时伴有下丘脑神经肽Y水平的明显下降。

对肥胖动物模型和人类的研究发现,肥胖发生的一个根本机制是下丘脑神经肽Y对Leptin作用的不敏感性和或敏感性下降,但其具体作用机制和部位目前还不清楚。

尽管这样,Leptin的发现在肥胖病理生理、遗传等方面仍不失为一个重大突破。宾夕法尼亚大学医学院的阿伦 · 普赖斯(Arlen Price)认为,对Leptin的研究有助于找到一种治疗肥胖的相对直接的方法。用重组的人或鼠的Leptin治疗肥胖小鼠已取得成功,这一发现有助于解决科学和实践两方面的问题,揭示了应用Leptin治疗人类肥胖的可靠前景,肥胖作为一个严重危害人类公共健康的社会难题将有可能得到解决。