“瘦型”多囊卵巢綜合征患者骨骼肌間脂肪與胰島素抵抗關(guān)系的研究

傅曉華 朱晶 張嶺 金碧輝 舒靜

多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是以排卵障礙、高雄激素血癥為特征的育齡期女性常見內(nèi)分泌疾病[1]。患者除伴有生殖功能障礙外，同時還多并存有血脂紊亂、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）等，導致發(fā)生2型糖尿病、心血管疾病的風險較普通人群增加5～10倍，嚴重影響患者的健康和生活質(zhì)量[2]。IR作為PCOS代謝紊亂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其在疾病發(fā)生和發(fā)展中的作用受到高度關(guān)注[3]。既往研究認為PCOS患者體內(nèi)存在脂肪組織的過量積聚以及分布異常，可通過分泌脂肪因子、激活前炎癥細胞因子等多條途徑降低機體對胰島素的敏感性，從而誘發(fā)IR[4-5]。近年學者們發(fā)現(xiàn)：即使是BMI在正常范圍內(nèi)的“瘦型”PCOS患者亦可伴隨IR，而該類患者由于總體脂肪不呈現(xiàn)明顯異常，其相關(guān)代謝問題易被臨床忽略[6]。骨骼肌是人體內(nèi)胰島素代謝的最大組織，其結(jié)構(gòu)和功能的異常可引起外周IR。本研究通過比較BMI在正常范圍內(nèi)的“瘦型”PCOS患者與對照組之間脂肪組織，尤其是外周骨骼肌間異位脂肪含量及分布的差異，以期探索其與糖代謝紊亂之間的關(guān)系。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2015年6月至2017年12月我院生殖內(nèi)分泌科就診且BMI在正常范圍內(nèi)的PCOS患者40例（病例組）以及同期無內(nèi)分泌障礙的非PCOS女性30例（對照組）。BMI定義參照中國肥胖問題工作組數(shù)據(jù)匯總分析協(xié)作組所提出的我國成人超重和肥胖界限，即正常BMI為18.5～23.9kg/m2。所有入選者均無慢性疾病，不吸煙，不飲酒，近2個月未服用過影響糖脂類代謝藥物，并排除有相似表現(xiàn)的其他病因（甲狀腺功能異常，高催乳素血癥，遲發(fā)型腎上腺皮質(zhì)增生和分泌雄激素的腫瘤）。本研究經(jīng)本院倫理委員會備案、核準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 PCOS診斷標準 采用中華醫(yī)學會2007年制定的PCOS標準：（1）稀發(fā)排卵或無排卵；（2）高雄激素血癥的臨床表現(xiàn)和（或）高雄激素血癥；（3）卵巢呈多囊樣改變。上述3項標準中符合2項，并同時排除其他可能引起高雄激素的疾病和引起排卵異常的疾病。

1.3 方法

1.3.1 人體測量指標 晨起空腹測定體重、身高、BMI。

1.3.2 空腹血糖及胰島素測定 兩組受試者至少空腹8h，晨測空腹血糖及胰島素；采用HOMA穩(wěn)態(tài)模型評價IR。HOMA穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）=（空腹血糖（mmol/L）×空腹胰島素（mU/L）/22.5。

1.3.3 全身脂肪含量以及腹部脂肪含量測定 受試者取仰臥位，雙手平放于身體兩側(cè)，應用雙能X線儀（DXA）測量全身脂肪含量以及腹部脂肪含量。腹部脂肪區(qū)域的劃分范圍為：下界為骨盆線，上界為骨盆線上骨盆與股骨頸距離的20%。側(cè)邊界是上肢邊界線。平均掃描時間5min，全身掃描射線劑量＜0.03mRem，每一次掃描都從頭頂以上3～5條掃描線開始到腳趾以下3～5條掃描線結(jié)束。如果受試者在掃描過程中移動，將重新掃描。DXA每日常規(guī)質(zhì)檢，變異系數(shù)＜0.8%。

1.3.4 骨骼肌間脂肪含量的測定 采用3.0T MRI測量。髂前上嵴至膝關(guān)節(jié)間大腿之中點水平為基準平面，分別向頭部方向和足部方向采集共5個平面，獲得不同組織的表面積（單位：cm2）。采集參數(shù)：TR：500ms，TE：18ms，層厚：8mm，間隔：2mm，NEX：1，PHAS：160。分析采用SliceOmatic 4.3 software（加拿大TomoVision公司）軟件半自動分割方法。首先，結(jié)合使用閾值分割法、自動塊狀分割法和種子分割法等方法對影像進行自動分割；其次，再對所得圖像進行手動校正，并計算其橫截面面積。骨骼肌間脂肪的體積通過下列公式計算其中t是每片圖像的厚度；h為連續(xù)兩片圖像的間隔；Ai為每片圖片的橫截面面積。用上述公式計算得出的肌間脂肪的體積再乘以脂肪的密度（0.92kg/L），便可得出骨骼肌間脂肪的含量（詳見圖1）。

圖1 MRI標準圖像采集示例

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，組間比較采用t檢驗；調(diào)整重要混雜因素年齡、BMI、全身脂肪量以及腹部脂肪含量后，采用協(xié)方差分析比較兩組骨骼肌間脂肪的差異；應用Pearson相關(guān)分析骨骼肌間脂肪含量與糖代謝參數(shù)之間的關(guān)系。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料的比較 兩組年齡的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），BMI均在正常范圍內(nèi)。兩組糖代謝參數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，空腹血糖無統(tǒng)計學差異，但PCOS組空腹胰島素水平、HOMA-IR均高于正常對照組（均P＜0.05）。兩組脂肪含量指標測定發(fā)現(xiàn)，PCOS組腹部脂肪含量和骨骼肌間脂肪含量均高于對照組（均P＜0.05），全身脂肪含量兩組間無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。采用協(xié)方差調(diào)整年齡、BMI、全身脂肪量以及腹部脂肪含量變量后，PCOS組和對照間骨骼肌間脂肪含量的差異仍有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表 1。

2.2 PCOS組骨骼肌間脂肪含量與糖代謝參數(shù)的相關(guān)性分析 采用Pearson相關(guān)分析PCOS患者骨骼肌間脂肪含量與空腹血糖、空腹胰島素以及HOMA-IR之間的關(guān)系，結(jié)果顯示：骨骼肌間脂肪含量與空腹血糖之間無相關(guān)（r=0.11，P＞0.05）。但是骨骼肌間脂肪含量與空腹胰島素以及HOMA-IR之間呈正相關(guān)（r=0.45、0.34，均P＜0.05）。見圖 1。

表1 兩組一般資料的比較

圖1 40例“瘦型”PCOS患者的骨骼肌脂肪含量與空腹胰島素（a）及HOMA-IR（b）的散點圖

3 討論

本研究結(jié)果顯示：即使是BMI在正常范圍內(nèi)的“瘦型”PCOS患者，與對照組相比，仍具有較高的空腹胰島素水平及HOMA-IR。采用DXA及MRI對兩組脂肪分布模式進行精確定量后，筆者發(fā)現(xiàn)PCOS組骨骼肌間脂肪含量明顯高于正常對照組，即使調(diào)整了全身脂肪及腹部脂肪變量后，該差異仍有統(tǒng)計學意義。進一步對PCOS患者骨骼肌間脂肪含量與糖代謝參數(shù)進行相關(guān)性分析，提示該部位脂肪的異位沉積與空腹胰島素及HOMA-IR之間呈正相關(guān)。

PCOS發(fā)病機制復雜，臨床表現(xiàn)多樣。除了雄激素過多、持續(xù)性不排卵外，近年來發(fā)現(xiàn)IR也是其特征性表現(xiàn)之一[7]。約60%～75%的PCOS患者存在IR，后者不僅會加劇內(nèi)分泌紊亂、加重高雄激素血癥、影響卵泡的選擇和發(fā)育，而且極大地增加了PCOS患者患糖尿病和心血管疾病的遠期風險。目前，有關(guān)IR的控制已被納入PCOS治療指南，對其發(fā)病機制的探索無疑是該綜合征的研究關(guān)鍵點之一[8]。

既往研究認為肥胖是PCOS患者IR發(fā)生的重要條件之一。過量積聚的脂肪組織可通過分泌脂肪因子、激活前炎癥細胞因子等多條途徑降低機體對胰島素的敏感性。尤其是脂肪組織在腹腔內(nèi)臟部位的聚集，可釋放大量游離脂肪酸進入肝臟，從而誘發(fā)肝臟IR[4]。然而，新近應用更精密的脂肪測量儀器（例如CT和MRI）進行脂肪檢測后顯示：盡管PCOS患者存在較高的IR和高脂血癥風險，但其總體脂肪含量、內(nèi)臟脂肪及腹部皮下脂肪與對照組相比并無明顯差異[9]。因此，傳統(tǒng)的中心性肥胖在PCOS患者IR中起主要作用的理論受到了挑戰(zhàn)。

人體內(nèi)80%～90%的葡萄糖攝取和消耗是通過骨骼肌來實現(xiàn)的。2000年Goodpaster首次利用CT成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)：盡管大腿筋膜下脂肪和大腿IMAT在脂肪構(gòu)成中比例較小，但其量的增加與機體胰島素敏感性的相關(guān)性顯著高于大腿皮下脂肪[10]。Boettcher等[11]采用MRI定量測量下肢IMAT，發(fā)現(xiàn)IMAT與肌肉組織葡萄糖利用率呈負相關(guān)，提示IMAT可能涉及外周IR的病理發(fā)生過程。體外實驗將人類脂肪細胞與骨骼肌細胞共培養(yǎng)48h后，骨骼肌細胞胰島素信號傳導系統(tǒng)出現(xiàn)受體后缺陷：IRS－1的酪氨酸磷酸化被完全阻斷、Akt激酶活性顯著降低、胰島素信號傳導受到干擾，骨骼肌細胞IR發(fā)生；進一步實驗證實脂肪細胞可通過IKK/NF-κB依賴途徑影響胰島素誘導的Akt絲氨酸磷酸化，從而快速誘導骨骼肌細胞IR[12-13]。Kovalik等[14]對脂肪細胞誘導肌細胞IR的機制進一步的進行探討，發(fā)現(xiàn)在脂解活性增強的環(huán)境下，共培養(yǎng)的脂肪細胞可通過多條途徑誘導肌細胞優(yōu)先利用脂肪酸作為氧化底物，抑制肌細胞對葡萄糖的利用，最終表現(xiàn)骨骼肌細胞胰島素信號傳導受阻，胰島素敏感性降低。目前有關(guān)骨骼肌與鄰近脂肪細胞之間信號對話的異常對外周IR發(fā)生的作用的研究已引起了越來越多的關(guān)注[15]。

有多種族人群系列研究提示：即使BMI在正常范圍內(nèi)，亞洲女性特異性的脂肪分布特點仍較歐美人種易出現(xiàn)糖脂代謝紊亂傾向[16-17]。在臨床中存在著較高比例的“瘦型”PCOS患者伴隨IR，對亞裔PCOS人群進行胰島素受體遺傳基因研究發(fā)現(xiàn)：胰島素受體基因EXON17+168715 C＞T（1058位點）的多態(tài)性出現(xiàn)頻率明顯增高，并且在“瘦型”亞組中CT及TT基因型出現(xiàn)的頻率與對照組相比差異更加明顯，提示“瘦型”PCOS有其特殊的遺傳表型[18]。然而，有關(guān)“瘦型”PCOS患者脂肪分布特點，尤其是骨骼肌部位的脂肪異位沉積，是否在糖代謝紊亂中發(fā)揮作用的研究國內(nèi)外未見報道。本研究采用DXA對全身和腹部脂肪測量，并應用MRI對下肢骨骼肌肌間脂肪精確定位，發(fā)現(xiàn)PCOS患者骨骼肌間脂肪含量較對照組明顯增高，這種增高獨立于全身脂肪及腹部脂肪，并且與空腹胰島素以及HOMA-IR之間具有相關(guān)性。雖然目前的研究存在一定的缺陷，如為非隨機臨床對照試驗；運用MRI進行脂肪定量較為昂貴且費時，雖然十分精準，但是限制臨床大樣本研究等，但是目前的臨床發(fā)現(xiàn)為進一步深入探索PCOS患者體內(nèi)骨骼肌間脂肪與IR之間“信號對話”的分子機制奠定了方向和依據(jù)。

綜上所述，本研究結(jié)論初步提示即使是BMI在正常范圍的PCOS患者，其體內(nèi)脂肪分布仍與正常對照存在明顯差異，尤其是骨骼肌間部位的脂肪異位沉積，在外周IR的發(fā)生中可能具有潛在的作用。研究發(fā)現(xiàn)需要進一步的大樣本人群驗證及相關(guān)分子機制探討。