不同性別肥胖患兒維生素D水平與營養代謝的關系

張益多,于 凡,劉 歡

(1四川大學華西第二醫院檢驗科,成都 610000;2出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室;*通訊作者,E-mail:379970946@qq.com)

隨著生活水平不斷提高,肥胖已成為當今社會普遍的公共衛生問題。根據WHO調查,在2020年,全球5歲以下兒童超重或肥胖人數將上升至6 000萬,且仍然呈現出不斷上升的趨勢[1,2]。肥胖不僅影響生活質量,對于兒童的健康也會產生重要危害。一方面肥胖影響智力發育,另一方面肥胖患兒糖尿病及心血管疾病發病率也明顯升高[3,4]。相關研究發現維生素D水平與肥胖有關。肥胖兒童較正常體重兒童,體內維生素D的濃度往往偏低。通過對肥胖患兒進行維生素D的補充,可有效改善肥胖患兒體內營養物質代謝情況,利于后期體質量指數的下降[5]。目前通過臨床藥物觀察實驗研究維生素D的作用最為可靠。但是研究周期長,需要控制影響因素較多。而自然狀態下體內維生素D水平可有效代表肥胖患兒在沒有接受臨床干預前的狀態,在一定程度上可以反映出維生素D水平與體內營養物質代謝的關系。因此本研究擬通過對5-16歲肥胖患兒體內維生素D水平與機體營養代謝狀態進行分析,揭示自然狀態下肥胖患兒體內維生素D狀態與營養物質代謝之間的關系,從而為維生素D干預肥胖提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2015年1月至2019年12月在四川大學華西第二醫院門診就診的肥胖患兒2 069例。肥胖判斷標準參照2009年WHO標準,根據性別和年齡對應所在區間,當受試對象BMI大于或者等于對應年齡段97th范圍時,即可判斷肥胖。排除標準:①接受過口服或者肌肉注射維生素D治療;②患有脂肪肝、糖尿病等基礎性疾病;③自身免疫性疾病、遺傳代謝性疾病、癌癥以及肝臟、腎臟損傷等疾病;④基礎資料和生化資料缺乏。最終符合研究標準病例514例,年齡分布在5-16歲之間,其中男性344例,女性170例。

1.2 方法

1.2.1 基礎指標檢測 受試者穿著輕便脫鞋,使用相同精度測量儀器對身高、體質量進行檢測,記錄檢測結果。采用BMI指數衡量肥胖程度。BMI計算方式BMI(kg/m2)=體質量/身高2。

1.2.2 血清中生化指標收集 所有受試對象均已完成空腹和餐后2 h的實驗室生化指標檢測，包括25羥基維生素D(25(OH)D)、血糖、胰島素、血脂等指標。其中化學發光免疫分析儀(美國索靈)檢測25(OH)D，ADVIA Centaur XP免疫分析儀(德國西門子)檢測胰島素水平，ADVIA 2400生化分析儀(德國西門子)檢測其他生化指標。按照25(OH)D水平將受試患者分為：維生素D缺乏組(25(OH)D≤20 ng/ml)、維生素D不足組(20 ng/ml<25(OH)D<30 ng/ml)和維生素D充足組(25(OH)D≥30 ng/ml)。同時計算出胰島素抵抗指數HOMA-IR，HOMA-IR=空腹血糖×空腹胰島素/22.5。

2 結果

2.1 研究對象的一般資料

本研究總共納入2 069例,根據納入排除標準,最后選擇514例肥胖患兒作為研究對象。男性肥胖患兒344例,其中維生素D缺乏患兒138例,維生素D不足患兒174例,維生素D充足患兒32例。女性肥胖患兒170例,其中維生素D缺乏患兒71例,維生素D不足患兒85例,維生素D充足患兒14例。具體納入排除步驟見圖1。

圖1 研究對象的納入與排除Figure 1 Inclusion and exclusion of subjects

2.2 所有受試對象檢測指標分析

維生素D缺乏組中BMI、空腹胰島素、胰島素C肽和HOMA-IR明顯高于維生素D不足組(P分別為0.044,0.004,0.011,0.007)及維生素D充足組(P分別為0.005,0.002,0.009,0.002)。其余指標三組間不存在明顯差異(P>0.05,見表1)。

表1 按照維生素D水平分組后受試者資料Table 1 Clinical data of obese children after grouping by vitamin D level

2.3 不同性別肥胖患兒基礎指標分析

在女性肥胖患兒中,維生素D充足組血糖水平低于維生素D缺乏組(P=0.029)和維生素D不足組(P=0.006)。維生素D充足組空腹胰島素及HOMI-IR高于維生素D不足組(P=0.031,0.016)。其他指標之間差異不明顯(P>0.05)。

在男性肥胖患兒中,維生素D缺乏組空腹胰島素、胰島素C肽及HOMI-IR高于維生素D不足組(P=0.016,0.022,0.031)和維生素D充足組(P=0.016,0.04,0.027);維生素D缺乏組BMI高于維生素D充足組(P=0.021);維生素D缺乏組空腹血糖高于維生素D不足組(P=0.017,見表2)。

表2 同性別間肥胖患兒維生素D分組后受試者資料Table 2 Data of obese children of different gender after grouping by vitamin D level

2.4 維生素D與營養代謝關系

以維生素D充足組作為參照,通過調整BMI以及年齡,分析糖代謝、脂類代謝以及胰島素相關指標與維生素D水平的關系,發現女性肥胖患兒中空腹血糖水平與維生素D水平成負相關(P=0.005),體內低濃度的維生素D與高水平空腹血糖之間存在關聯。而脂類代謝以及胰島素代謝與維生素D的關系并不明顯(P>0.05)。在男性肥胖患兒中,營養代謝與維生素D關系均不明顯(P>0.05，見表3)。

表3 維生素D與糖代謝多元logistic回歸分析Table 3 Multiple logistic regression analysis of vitamin D and glucose metabolism

3 討論

多項流行病學調查顯示,肥胖患兒體內維生素D水平往往低于正常體重兒童[6-8]。在某些研究中證實肥胖可作為維生素D缺乏的獨立危險因素[9]。在本研究發現,維生素D缺乏組中肥胖患兒BMI指數明顯高于其他兩組,說明維生素D水平與體重存在一定聯系,這可能源于維生素D對機體營養代謝的調節。

維生素D缺乏狀態與胰島素濃度異常有關,這一現象在Ⅱ型糖尿病以及肥胖患兒中常見[10,11]。本研究中同樣發現,維生素D缺乏組空腹胰島素濃度明顯高于其他兩組,盡管餐后2 h胰島素差異不明顯,但是維生素D缺乏組濃度依然高于其他兩組,且維生素D水平與胰島素關系不受性別影響。這是由于胰島細胞上存在維生素D受體,直接接受體內維生素D水平的調節。動物實驗證實維生素D缺乏引起炎癥和氧化壓力上調,介導肝胰島素抵抗。在補充維生素D后,大鼠胰島素敏感性上調,胰島素抵抗情況好轉,這可能與維生素D降低了胰島組織中趨化因子及細胞因子的表達有關[11]。胰島素C肽是目前公認有效的反映胰島細胞功能的指標。在本研究中,未進行性別分組時,維生素D缺乏組中胰島素C肽濃度明顯高于其余兩組。而在進行性別分組后,男性肥胖患兒維生素D缺乏組C肽濃度相比較其他兩組存在明顯差異,但女性肥胖患兒各組間差異并不明顯,這說明維生素D對男性肥胖患兒胰島細胞活性影響強于女性肥胖患兒,調控胰島素分泌的作用更為明顯。

維生素D不僅影響胰島素水平,與體內血糖水平也關系密切。在本研究中發現,未進行性別分組時,不同維生素D水平下,肥胖患兒體內血糖水平沒有明差異,這一結果與Edgar等[10]研究一致。在按性別分組后,男性肥胖患兒維生素D缺乏組空腹血糖高于其余兩組,女性肥胖患兒中維生素D充足組空腹血糖水平明顯低于維生素D不足組和缺乏組。這可能是由于肥胖患兒體內本身過量的肝臟脂肪導致炎癥和內質網應激,產生肝胰島素抵抗。而補充維生素D則可通過Ca2+/CaMKKβ/AMPK途徑促進體內肝糖原生成,減少脂類物質在肝臟中聚集,抑制糖異生。同時維生素D通過PI3K-AKT-FOXO1途徑調節肝糖原的分解,促進糖原合成,減少糖異生,減輕肝臟的炎癥反應[11]。另外在調整身高體重等基礎指標后,發現維生素D只與女性肥胖患兒的空腹血糖有關。造成這種結果的原因可能是維生素D對不同性別激素水平的調節作用不同。維生素D缺乏的女性中主要表現出雌激素以及脫氫表雄酮升高[12],而在男性中則表現為性激素結合球蛋白的下降[13]。雌激素以及脫氫表雄酮與血糖濃度及胰島素抵抗指數呈正相關[14]。而性激素結合球蛋白與血糖濃度以及胰島素抵抗指數呈負相關[15]。但是具體的機制還需要進一步研究。

國內呂高峰等[16]研究發現,肥胖患兒體內維生素D水平與脂類代謝之間存在一定關系,25(OH)D與TC,TG,LDL-C呈負相關性。但在本研究中,肥胖患兒體內不同維生素D水平之間脂類物質代謝并沒有明顯差異。在調整身高、體重等基礎指標后,發現維生素D與血脂之間關系也并不密切。可能是由于肥胖患兒相比正常體重兒童,長期體重異常已經造成自身脂類代謝異常,單獨調整維生素D水平并不能夠改善肥胖患兒體內脂類代謝異常的狀況[5,17,18],導致維生素D對肥胖患兒脂類代謝的影響可能并不明顯。

通過本研究發現,自然狀態下,充足的維生素D能夠在一定程度上調節肥胖患兒體內糖代謝以及胰島素水平,這為使用維生素D干預肥胖進展提供依據。另外女性肥胖患兒體內空腹血糖水平與維生素D水平變化更為密切,具體機制還需要進一步研究。本研究也存在一定的局限性。首先樣本例數需要進一步擴大,將有助于得到更有說服力的結論。其次本研究主要集中于肥胖患兒的營養代謝數據,對于自然狀態下其他生化指標例如性激素等數據缺乏,這有待于我們進一步實施更為全面的研究。