《儿童青少年肥胖防控实施方案》指出,我国儿童青少年超重肥胖率呈快速上升趋势,已成为威胁身心健康的重要公共卫生问题。儿童肥胖的发生和发展极其复杂,其中,膳食摄取和运动消耗的不均衡是重要诱因。儿童肥胖可进一步发展成青少年代谢综合征,若持续至成年可能会引发高血压、糖尿病、冠心病、痛风及其他病症,近远期危害极大,所以早期预防和积极干预尤为重要。
近年来,国内外研究发现儿童肥胖与维生素D缺乏存在相关性。本文就两者关系及相互影响的可能机制进行综述。
一、肥胖对维生素D水平的影响
1.肥胖儿童体内维生素D水平
研究结果显示,肥胖儿童血清维生素D水平较正常儿童低,且维生素D水平与肥胖程度成反比。蒋新液等的研究结果进一步证实了此观点并提出体重每增加1kg,25-羟维生素D减少0.95nmol/L。类似的研究结果显示肥胖组儿童中有近50%出现严重的维生素D缺乏,而仅有19%的儿童维生素D水平正常。由此可见,肥胖儿童维生素D水平低,与正常儿童相比,维生素D缺乏的发生率更高。研究报道,对维生素D缺乏的肥胖儿童进行为期3个月体育锻炼(未额外补充维生素D),干预组脂肪量下降,血清25-羟维生素D浓度升高,心血管疾病风险因素减轻。这表明减脂可能提升维生素D水平。
2.肥胖致维生素D缺乏的可能机制
目前,相关研究对机制探讨存在不同观点。一是日照减少,该观点认为肥胖儿童户外活动减少,因此虽然其体表面积大,但皮肤接受紫外线照射的时间短,所以导致内源性维生素D合成不足。二是脂肪螯合作用。因为肥胖人群脂肪组织含量增多,大量摄取血循环中的维生素D,致使维生素D生物利用度显著下降。三是肝脏25-羟基化减少。肥胖可能导致肝脏将维生素D转化为25-羟维生素D的能力减弱。血清中25-羟维生素D浓度与非酒精性脂肪性肝病患者肝脏脂肪变性、纤维化和炎症的组织学严重程度呈负相关。
综上所述,肥胖致维生素D缺乏的机制可能与肥胖者活动减少、日晒时间少,大量维生素D存储于脂肪中导致其生物利用率降低及肝脏25-羟化减少有关。因此,鼓励肥胖儿童积极参加户外运动不仅有利于减重,还有利于提高维生素D的水平。
二、维生素D缺乏对肥胖的影响
关于维生素D缺乏对肥胖的影响,目前研究的结果并不一致。部分研究结果支持维生素D缺乏导致肥胖的观点:Daraki等研究发现母亲孕期低25-羟维生素D水平可能会增加儿童肥胖风险,且25-羟维生素D<37.7nmol/L女性的后代具有较高的体重指数标准差评分。有研究表明,1,25-二羟维生素D的处理减少了脂肪细胞中的脂肪量,提示补充1,25-二羟维生素D可以改变脂肪生成,或有助于减少怀孕期间体重过度增加,预防肥胖相关的妊娠并发症等问题。其机制可能为维生素D在脂肪组织和肝脏中负向调节各种脂肪生成基因的表达,如脂肪酸合酶(FAS),硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)和乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)。GulA等研究表明维生素D缺乏可能导致与儿童肥胖相关的疾病,如胰岛素抵抗或糖尿病、 心血管/心脏代谢风险增加、致动脉粥样硬化血脂异常和高血压。
另一部分研究结果不支持维生素D缺乏导致肥胖的观点。有研究认为,较高的BMI导致较低的25-羟维生素D,而较低的25-羟维生素D对增加BMI的影响可能较小,预计降低人群的BMI水平会降低维生素D缺乏的患病率。此研究结果提示肥胖是导致维生素D缺乏的原因,而非结果。
当前,维生素D缺乏是影响肥胖的重要危险因素,但维生素D缺乏是否直接导致肥胖尚无定论,通过补充维生素D预防和改善肥胖及肥胖相关疾病的效果,需要进一步的研究证实。
三、维生素D缺乏对肥胖影响的可能机制
1.维生素D与脂肪细胞分化、凋亡
维生素D可能通过分子机制调控脂肪细胞的分化和凋亡。前脂肪细胞分化成熟的最后阶段,需要CCAAT增强子结合蛋白β(C/EBPβ)、过氧化物酶增生物活化受体γ(PPARγ)等转录因子的调控。有研究已证实,1,25-二羟维生素D可通过下调C/EBPβ转录而生成C/EBPβmRNA及C/EBPβ核蛋白,抑制PPARγ表达,从而阻断小鼠3T3-L1前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化。Lee等进一步研究发现,1,25-二羟维生素D对PPARγ、C/EBPβ的抑制作用是通过维持细胞内保守信号分子WNT蛋白及β-链蛋白(β-catenin)的表达水平来实现的。CianferottiL等将VDR基因敲除的小鼠骨髓基质细胞(BM-SCs)及正常BMSCs分别进行体外培养,结果显示VDR基因敲除小鼠BMSCs表达更高的PPARγmRNA水平和脂肪形成分化标志物。原因系VDR基因敲除细胞组分泌型卷曲相关蛋白2(SERP2)及DKK1表达均明显增加,而VDR通过抑制经典WNT传导途径抑制因子SERP2及DKK1的表达,从而抑制BMSCs分化为脂肪细胞。另有研究发现,1,25-二羟维生素D能够通过激活细胞内钙离子信号(钙蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶蛋白-12)而诱导脂肪细胞凋亡,而且这种凋亡诱导效应呈浓度依赖方式。
2.维生素D与脂肪细胞因子
脂肪组织分泌的脂肪因子(如脂联素、瘦素)在能量代谢中起关键作用。脂联素具有增加胰岛素敏感性和抗动脉粥样硬化作用,其水平升高与肥胖、胰岛素抵抗和心血管疾病的发展呈负相关。Walker等通过蛋白质组学分析证实,儿童维生素D与脂联素水平呈正相关,给予维生素D干预后肥胖儿童的脂联素水平明显增加,提示维生素D可通过蛋白修饰途径影响血清脂联素的生成和活化,从而对肥胖儿童脂代谢起保护作用。瘦素能够调节食欲、能量消耗和脂肪氧化,抑制脂肪合成。维生素D能提高机体对瘦素的利用程度,并增强瘦素在组织中的能量消耗和脂肪氧化作用,达到抑制脂肪合成的目的。
3.维生素D与炎性因子
肥胖伴随着低度全身炎症反应,在脂肪组织蓄积过程中可以合成CRP、IL-6、TNF-α等炎症因子,使机体处于低度炎症状态。持续的炎症反应可能加剧脂质在血管中的异常沉积,检测血清中炎症因子含量可在一定程度上反映其肥胖严重程度。一项研究显示,连续12周给雄性SD大鼠喂食高脂、低维生素D饮食,12周后SD大鼠的脂肪细胞增大,PPARγ脂肪形成基因的表达增加,脂肪组织巨噬细胞聚集以及附睾白色脂肪组织中的促炎因子IL-6、TNF-α水平增高,说明低维生素D的状态加剧了肥胖的进展和机体的免疫炎症状态。另外,与其他肥胖儿童相比,25-羟维生素D缺乏的肥胖儿童表现出高水平的炎症组织蛋白酶S,而高组织蛋白酶S和sVCAM水平可以反映促炎、糖尿病前期和致动脉粥样硬化途径的激活,通过补充维生素D可有效抑制。
四、小结
肥胖对维生素D的影响较为明确,减少体脂水平有助于恢复正常的维生素D水平。然而,维生素D缺乏对肥胖的影响存在争议:大部分研究认为缺乏维生素D是导致肥胖的重要原因之一,但补充维生素D是否能够降低体脂含量、改善肥胖患儿的预后,结论尚未明确。
目前儿童肥胖的治疗手段较少,改善生活方式及运动在儿童中较难实施,相比之下,补充维生素D相对容易操作,因此,深入探究儿童肥胖与维生素D缺乏的复杂关系,明确补充维生素D在改善儿童肥胖及相关代谢异常预后中的作用,具有重要的临床和公共卫生意义。
参考文献:
[1]李琳珊,苏芊,常波.儿童肥胖与维生素D关系的研究进展[J].大连医科大学学报.2019年第41卷第5期.
[2]贾富华,武书丽.儿童肥胖与维生素D缺乏研究进展[J].中国医学创新.第20卷 第35期(总第641期)2023年12月.
[3]中国营养学会.中国居民膳食营养素参考摄入量[M].北京:人民卫生出版社,2023.
[4]《儿童青少年肥胖防控实施方案》国卫办疾控发〔2020〕16号.

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