非酒精性脂肪肝細胞損傷機制的研究進展

王卓然，張秀英

（東北農業大學動物醫學學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一種無過量飲酒史，以彌漫性肝細胞大泡性脂肪變性為主要特征的臨床病理綜合征。包括單純性脂肪肝以及由其演變的非酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪性肝纖維化、肝硬化等［1］。肝細胞損傷可分為兩種：一種是肝細胞變性，也稱為亞致死性損傷；另一種是致死性細胞損傷，又可分為凋亡和壞死兩種類型［2-3］。對于細胞損傷過程的研究，近年來逐漸成為醫學研究的一個熱點。目前在NAFLD發展過程中，胰島素抵抗被認為是最主要的病理生理因素［4-5］。隨著對細胞凋亡的研究，不斷有證據表明在NAFLD中，凋亡起著重要的作用［6-7］。NAFLD肝細胞對損傷因素如毒性化學物質（四氯化碳）、酒精、膽汁淤積的敏感性增加。線粒體功能障礙、游離脂肪酸、氧應激、炎癥因子等在NAFLD肝細胞損傷機制中也起重要作用。本文對近幾年在NAFLD發病過程中參與調控肝細胞損傷的有關因素及其作用機制作一綜述。

1 肝細胞損傷的相關因素

肝細胞損傷是由遺傳、環境、體內多因素改變介導的病理學過程，是肝臟疾病的共有表現。肝臟可受外來侵害因素或內在循環紊亂、代謝障礙、免疫反應等因素的影響，通過適應性防御反應和破壞性反應過程，發生變性、凋亡、壞死、免疫-炎癥反應、纖維化、缺血、基因表達異常、再生等多種形式的肝損傷改變。各種損害因子可分別或先后以肝細胞、庫普弗細胞（Kupffer cell）、肝星狀細胞、內皮細胞和膽管細胞等為靶細胞，激發細胞損傷及其伴隨的組織結構和功能改變，導致肝細胞損傷［8］。

2 NAFLD肝細胞損傷的機制

2.1 胰島素抵抗（IR）與NAFLD

2.1.1 IR在肝細胞脂肪堆積中的作用 胰島素發生抵抗時，將引起肝臟、外周脂肪組織及肌肉組織等對其生物反應活性下降，出現代償性高胰島素血癥及多元代謝紊亂。其中脂代謝紊亂和高胰島素血癥在NAFLD發病中最為關鍵。表現為對激素敏感性脂肪酶的抑制作用減弱，脂肪組織大量動員，血清中游離脂肪酸（FFA）濃度迅速升高，導致肝臟攝取的FFA隨之增加。在正常情況下，機體會通過升高血清中胰島素水平來應對肝中FFA大量攝入，將大部分FFA用于甘油三酯（TG）的合成并以極低密度脂蛋白（VLDL）的形式運至外周脂肪組織貯藏，另一小部分則被線粒體攝入進行β氧化而合成酮體以供特定組織利用。然而在IR狀態下，伴隨著FFA的大量涌入，早期代償性高胰島素血癥尚能促使其大量轉變成TG，但由于載脂蛋白B（ApoB）合成相對減少以及肝細胞的損傷導致大量TG無法運出而在肝細胞中貯積；隨著IR的發展，高胰島素血癥不足以實現其代償作用時，增多的FFA則主要被攝入線粒體及過氧化物酶體中參加β氧化，這必將導致他們β氧化的超載，如此，多余的FFA便在肝臟中蓄積，進一步加重肝細胞的脂肪變性［9］。這也就是目前“二次打擊”學說［8］的初次打擊。

2.1.2 IR在非酒精性脂肪性肝炎（NASH）發生、發展中的作用 IR可能通過以下途徑引起NAFLD：（1）IR可減少脂肪細胞膜上的蛋白脂酶，蛋白脂酶對脂蛋白的脂解作用下降，使脂肪細胞外脂蛋白水平升高，導致血液循環脂蛋白水平升高。（2）IR可增加激素敏感脂酶的活性，因此可導致脂肪細胞內TG脂解增加，從而導致脂肪細胞釋放更多游離脂肪酸入血，后者與血液中的蛋白結合形成脂蛋白。（3）IR可增加肝脂酶活性，導致肝細胞外增加的脂蛋白分解形成的游離脂肪酸水平升高，進一步導致肝細胞內游離脂肪酸增高，TG合成增加，從而引起肝細胞內TG過多積聚導致脂肪肝的形成［10］。Bugianesi等［2］研究認為IR 不僅是肝臟脂肪變性的觸發因素，而且也是NASH發生的危險因子，即表明IR不僅參與初次打擊，亦直接參與二次打擊。在初次打擊過程中，由于β氧化速度代償性增加，以及部分FFA進入微粒體進行氧化，導致了大量活性氧物質（ROS）的產生，而后者不僅能與膜磷脂不飽和脂肪酸發生脂質過氧化反應直接損傷線粒體膜，而且其產物可直接損傷線粒體DNA從而抑制其正常的電子傳遞通路，進一步促進了ROS的產生，從而形成了氧應激損傷的惡性循環，促進了NASH 的發生、發展［9］。

2.2 氧應激與NAFLD性肝損傷 目前有研究認為，前氧化物和抗氧化物之間的動態失衡導致氧化應激［12］.前氧化物的主要來源是線粒體產生的活性氧物質（reactive oxygen species，ROS）。甘油三酯（TG）在肝細胞內蓄積，大量的FFA在線粒體內氧化，產生了過多的超氧陰離子和ROS，使抗氧化物質耗竭，過氧化氫和氫氧根離子損傷肝臟細胞的線粒體和細胞膜，使肝細胞正常生長停滯，炎性反應變性，最終導致肝細胞變性壞死而引起臨床癥狀［13］。氧化應激過程可激活Kupffer細胞，激活后的Kupfer細胞可產生一系列可溶性細胞因子，可損傷肝內皮細胞，增強嗜中性粒細胞及單核細胞產生活性氧介質的能力，釋放氧自由基，致脂質過氧化，進一步加重肝損傷，還可誘導肝細胞線粒體解偶聯蛋白（UCP2）基因表達，導致肝細胞壞死增多。

2.3 細胞因子與NAFLD

2.3.1 腫瘤壞死因子（TNF）與NAFLD TNF-α是各種原因所致肝臟損傷過程中最早出現的細胞因子，可以引起其他細胞因子的釋放。TNF-α被認為是脂肪肝進展為NASH的主要細胞因子。可以活化神經鞘磷脂酸，抑制線粒體呼吸鏈電子傳遞，引起細胞線粒體損傷，抑制線粒體的呼吸功能并增加線粒體活性氧物質（ROS）和過氧化脂質的形成，導致肝細胞膜破壞和炎癥反應［14］。另外ROS又可促使TNF-α合成增加，形成惡性循環，構成“第二次打擊”而導致NAFLD的形成。TNF-α直接損傷肝細胞是通過膜型TNF-α與肝細胞膜上受體結合，活化Caspase-8，進而活化Caspase-3導致肝細胞凋亡，同時其他細胞因子如IL-6、IL-8和一些粘附分子也可以被活化，形成炎癥瀑布反應，誘發肝臟炎癥。

2.3.2 細胞間粘附分子（ICAM-1）對NAFLD的影響 據有關研究表明，長期大量的高脂飲食導致外源性脂肪顯著增加，血清中TG水平升高，生成的游離脂肪酸轉運入血的量也隨之增多，肝臟從血液中攝取脂肪酸合成TG也相應增加。當肝臟合成TG的能力大于肝細胞將其轉運出肝臟的能力時，TG就在肝細胞內蓄積，肝細胞內沉積的脂肪極易通過非氧化代謝途徑產生脂肪毒性，當致病因素如NAFLD肝內過量脂肪堆積、脂質過氧化、脂毒性反應和體內內毒素血癥等激活HSC，促使其表達、合成和分泌TNF等細胞因子，通過改變核轉錄因子-KB和蛋白激酶相關機制，使ICAM-1mRNA在肝內的表達上調［15］。同時由于這些誘發因子，使大量的嗜中性粒細胞聚集在肝竇附近，并向肝組織中浸潤，白細胞借助ICAM-1／LFA-1、ICAM-1／Mac-1與肝細胞粘附，嗜中性粒細胞通過釋放氧自由基和蛋白酶發揮細胞毒作用，反應性氧化代謝產物增多，進而引起脂肪變性、肝細胞發生炎癥和壞死，甚至并發肝纖維化［16］。

2.3.3 脂肪細胞因子與NAFLD 目前已發現脂肪細胞分泌的脂聯素、抵抗素、乙?；碳さ鞍渍{控能量平衡，白細胞介素IL-6、血清淀粉樣蛋白A3、單核細胞趨化蛋白等參與炎性反應，脂聯素、纖溶酶原激活物抑制劑作用于血管，血管內皮生長因子促進血管新生。脂肪組織通過這些激素實現與機體其他組織的對話，整合內分泌、代謝和炎性反應信號，調控機體的能量穩態［12］。脂聯素主要參與能量調節、炎癥等病理生理過程，具有胰島素增敏、抗炎、保護肝臟、抗動脈粥樣硬化等作用。脂聯素的分泌與其他脂肪細胞因子不同，隨著脂肪容量增大其分泌反而減少。NAFLD患者血清脂聯素水平較正常低。內脂素（Visfatin）具有擬胰島素活性，進而參與調節糖脂代謝及炎癥反應，故認為Visfatin在NAFLD病情演變中發揮重要作用。有研究發現，NAFLD患者血清Visfatin濃度升高，提示Visfatin可阻抑NAFLD病情進展。成纖維細胞生長因子21（fibroblast growth factot 21，FGF-21）是一種新近發現的脂肪細胞因子，是FGFs超家族成員之一，主要在肝臟和脂肪細胞中表達，具有降糖、降脂、降低胰島素水平，逆轉肝臟脂肪變性，提高胰島素敏感性的作用。FGF-21能改善胰島素及瘦素的抵抗，增加脂肪氧化，抑制肝臟中的脂肪生成并激活脂肪的無效循環，抑制肝臟纖維化進程，提示FGF-21具有治療肥胖和脂肪肝所必需的特性［17］。國內亦有相似的報道，周婷婷等［18］認為血漿FGF-21與肥胖（尤其是腹型肥胖）、脂代謝紊亂、胰島素抵抗有關，推測FGF-21可能在脂肪肝的發生、發展過程中起了一定的作用。

2.3.4 細胞色素P450與NAFLD 細胞色素P450是由基因超家族編碼形成的一群酶蛋白，主要是存在于肝細胞微粒體中。其中CYP2E1在NAFLD發病中起到重要作用。研究發現NASH患者普遍存在CYP2E1過度表達。升高的CYP2El能導致脂質過氧化，進而導致細胞膜受損，細胞損傷，還可誘導Kupffer細胞激活并增加炎癥因子釋放，引起肝臟纖維化［19］。

2.4 線粒體與NAFLD肝損傷 對線粒體的形態學研究發現在NASH患者肝細胞中，線粒體顯著畸形，體積增加，線粒體的分布不均勻。在非酒精性脂肪肝中線粒體能量產生和儲備明顯異常，既是脂肪肝的結果也是導致進一步損傷的重要環節。對非酒精性脂肪肝模型大鼠的研究中發現與正常對照組相比脂肪肝細胞線粒體ATP的合成降低，FOF1-ATP合成酶的β-F1亞基比正常低35%。肝細胞的脂肪變性是與線粒體氧化功能的改變密切相關的。線粒體膜電位的存在為線粒體完成氧化磷酸化的功能提供了環境，而膜電位的維持有賴于線粒體膜的完整性與流動性，當線粒體膜流動性下降，膜通透性增加，線粒體膜電位下降，線粒體呼吸鏈活性下降，產生ATP減少，導致肝臟能量內環境穩態的破壞，肝細胞供能減少［16］。

3 結語

綜上所述，NAFLD肝細胞損傷是一種由多種因素介導的復雜的病理學過程，損傷的結果是肝細胞可能發生凋亡或者壞死。就其發病機制來看，胰島素抵抗和高胰島素血癥為原發性NAFLD始動因素，其引發的一系列代謝紊亂是NAFLD形成的重要因素；氧化應激和脂質過氧化是構成NAFLD第二次打擊的重要因素；細胞因子參與非酒精性脂肪性肝炎的發生、發展，不僅直接參與“第一次打擊”-脂肪肝的形成，而且在“第二次打擊”-脂肪性肝炎、肝纖維化、肝硬化的啟動、發生和進展中起重要作用；線粒體是凋亡的決定性環節，也是細胞內氧化應激的源頭，線粒體功能障礙已成為肝臟損傷的一個機制。但是目前NAFLD肝細胞損傷的機制仍未完全闡明。因此，有必要對細胞損傷中具體的調控環節，特別是各種調控因素之間的關系進行深層次的研究，以求對其發病機制有進一步的認識，以及尋求研制防治肝病藥物的新途徑。

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