趙晨露,趙文霞
1 河南中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院,鄭州 450046;2 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 脾胃肝膽科,鄭州 450000
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是具有多重病因的慢性肝病,其診斷標(biāo)準(zhǔn)基于肝脂肪積聚的組織學(xué)、影像學(xué)及血液生物標(biāo)志物證據(jù),同時(shí)合并以下三者之一:超重/肥胖、2型糖尿病、代謝功能障礙[1-2]。在NAFLD發(fā)展過(guò)程中,可見(jiàn)肝脂肪變、肝纖維化、肝硬化甚至肝細(xì)胞癌,預(yù)后不佳[3]。
筆者前期研究發(fā)現(xiàn),在150例成年NAFLD患者中,<50歲時(shí)男性發(fā)病率高于女性,>50歲時(shí)女性成為疾病的主體;而且與絕經(jīng)前女性相比,絕經(jīng)后女性NAFLD發(fā)病率呈上升趨勢(shì)(圖1)。相關(guān)流行病學(xué)研究[4-6]亦顯示,NAFLD的發(fā)病率具有性別差異:在育齡時(shí)期,男性NAFLD的患病率和嚴(yán)重程度高于女性(26% vs 12.7%);而絕經(jīng)后女性NAFLD的患病率顯著高于同齡期男性(19.4% vs 14.9%);女性隨年齡增長(zhǎng),NAFLD患病率呈上升趨勢(shì)(30~40歲、41~50歲、51~60歲、60歲以上患病率分別為12.5%、16.1%、21.6%、25.4%);接受激素替代療法(hormone replacement therapy,HRT)的絕經(jīng)后女性的NAFLD患病率低于未接受HRT的絕經(jīng)后女性,這些證據(jù)表明絕經(jīng)后女性是NAFLD的危險(xiǎn)人群,由此推測(cè)雌激素缺乏與絕經(jīng)后女性NAFLD發(fā)生密切相關(guān)。
圖1 各年齡段NAFLD患病人群中的男女比例
雌激素主要與雌激素受體(ER)結(jié)合發(fā)揮作用,ERα、ERβ是2種主要的亞型。在肝臟中,ERα主要在肝細(xì)胞中表達(dá),ERβ主要在活化的肝星狀細(xì)胞(HSC)中表達(dá)[7]。由ERα介導(dǎo)的雌激素作用可能是生殖年齡女性抵抗代謝綜合征和NAFLD的主要保護(hù)機(jī)制[8]。本文針對(duì)絕經(jīng)后女性雌激素水平下降、NAFLD患病率增加的現(xiàn)狀,結(jié)合近年來(lái)臨床和基礎(chǔ)研究,總結(jié)了雌激素缺乏對(duì)絕經(jīng)后女性NAFLD發(fā)生的潛在影響機(jī)制(圖2),為臨床早期防治提供一定的依據(jù)和思路。
圖2 雌激素缺乏對(duì)絕經(jīng)后女性NAFLD的作用機(jī)制
目前,關(guān)于NAFLD的發(fā)病機(jī)制廣泛接受的學(xué)說(shuō)是“多重打擊學(xué)說(shuō)”,NAFLD的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果,包括IR、遺傳及表觀遺傳、脂肪組織分泌的脂肪因子、腸道菌群、營(yíng)養(yǎng)因素等,其中IR仍然是NAFLD發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[9]。IR是指胰島素作用的靶器官(肝臟、脂肪組織、骨骼肌等)對(duì)胰島素的敏感性或反應(yīng)性下降,即正常劑量的胰島素產(chǎn)生低于正常生物學(xué)效應(yīng)的一種狀態(tài)。肝臟IR表現(xiàn)為胰島素抑制肝臟葡萄糖輸出的能力下降,葡萄糖輸出主要包括糖異生和糖原合成,從而導(dǎo)致肝臟葡萄糖穩(wěn)態(tài)失衡,能量代謝發(fā)生障礙,促進(jìn)NAFLD的發(fā)生。廖雪姣等[10]研究發(fā)現(xiàn),絕經(jīng)后罹患NAFLD的女性穩(wěn)態(tài)模型-IR指數(shù)(HOMA-IR)顯著高于對(duì)照組絕經(jīng)后未罹患NAFLD的女性(2.48 vs 1.54),且血清雌二醇(E2)水平和HOMA-IR呈負(fù)相關(guān),表明絕經(jīng)后女性IR發(fā)生與雌激素缺乏有關(guān)。
1.1 雌激素缺乏降低胰島β細(xì)胞功能 臨床研究[11]發(fā)現(xiàn)與絕經(jīng)前女性相比,絕經(jīng)后女性的胰島素敏感性降低、2型糖尿病和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)較高;基礎(chǔ)研究[12]也發(fā)現(xiàn)卵巢切除術(shù)(oophorectomy,OVX)的大鼠同樣出現(xiàn)了胰島素敏感性下降、葡萄糖攝取和利用障礙的代謝表型,表明雌激素缺乏可以導(dǎo)致胰島素敏感性下降。雌激素主要與胰島β細(xì)胞中ERα和ERβ結(jié)合發(fā)揮作用,ERα保護(hù)胰島β細(xì)胞存活,而ERβ降低ERα功能并引起胰島β細(xì)胞凋亡[13],說(shuō)明ERα和ERβ在胰島β細(xì)胞中具有相反的作用。絕經(jīng)后女性胰島β細(xì)胞中ERα表達(dá)降低,而ERβ表達(dá)升高,抑制胰島素基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),導(dǎo)致胰島素受體和胰島素受體底物(IRS1、IRS2)表達(dá)減少,進(jìn)而減弱胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),誘發(fā)IR[14]。
1.2 雌激素缺乏導(dǎo)致肝臟IR 在肝細(xì)胞中,雌激素缺乏誘發(fā)肝臟糖異生作用增強(qiáng),導(dǎo)致肝臟葡萄糖穩(wěn)態(tài)失衡,最終導(dǎo)致肝臟IR。絕經(jīng)后女性雌激素水平下降,引起肝細(xì)胞ERα表達(dá)降低,而ERα缺乏與明顯的肝臟IR有關(guān)[12]。其機(jī)制可能是通過(guò)ERα-PI3K-Akt通路促使下游靶基因叉頭轉(zhuǎn)錄因子1(FOXO1)表達(dá)增加,而且這個(gè)過(guò)程獨(dú)立于IRS1、IRS2,其中FOXO1是肝葡萄糖生產(chǎn)的主要調(diào)節(jié)劑,可以促進(jìn)糖異生的限速酶葡萄糖-6-磷酸酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的基因轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致肝臟糖異生作用增強(qiáng),肝臟葡萄糖輸出增加,造成空腹血糖水平升高、胰島素敏感性降低和肝臟IR的發(fā)生[15]。
1.3 雌激素缺乏導(dǎo)致其他代謝組織IR 在脂肪組織和骨骼肌中,雌激素缺乏可抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(Glut-4)的表達(dá),使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)減低,造成外周組織對(duì)葡萄糖攝取、存儲(chǔ)發(fā)生障礙,導(dǎo)致血糖升高。脂肪組織和骨骼肌中ERα和ERβ同樣對(duì)Glut-4的表達(dá)具有相反的作用,即ERα促進(jìn)Glut-4表達(dá),而ERβ可能抑制該組織中Glut-4的表達(dá)[16],推測(cè)絕經(jīng)后女性發(fā)生脂肪、肌肉IR可能是由于ERβ介導(dǎo)的雌激素信號(hào)通路作用的。此外,肌肉IR亦可導(dǎo)致或加重肝臟IR,缺乏Glut-4的小鼠,肌肉中胰島素刺激的葡萄糖攝取幾乎喪失,并且出現(xiàn)了肝臟IR和肝脂肪變,表明肌肉IR可以造成肝臟TG累積和蛋白激酶C(PKC)的激活,從而誘發(fā)肝脂肪變性和肝臟IR[17]。
肝臟是脂質(zhì)代謝的主要場(chǎng)所,通過(guò)調(diào)節(jié)脂蛋白的合成、脂質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)化、脂肪酸的從頭合成和β氧化來(lái)參與脂質(zhì)代謝。這一系列的生物代謝過(guò)程受多種轉(zhuǎn)錄因子和限速酶的調(diào)節(jié),脂質(zhì)代謝紊亂將導(dǎo)致過(guò)多的脂質(zhì)在肝臟聚集、游離脂肪酸及其代謝產(chǎn)物增加,造成脂毒性(圖2),導(dǎo)致肝臟氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、炎癥介質(zhì)釋放增加,共同誘發(fā)炎癥小體激活及肝細(xì)胞凋亡[9],促進(jìn)NAFLD的發(fā)生和進(jìn)展。
2.1 雌激素缺乏導(dǎo)致肝臟脂代謝紊亂 生理濃度雌激素可以維持肝臟脂代謝平衡,但當(dāng)雌激素缺乏時(shí),肝細(xì)胞ERα表達(dá)降低,造成脂質(zhì)合成、分解過(guò)程中的關(guān)鍵酶和基因的表達(dá)發(fā)生變化。其具體的機(jī)制可概括為以下6個(gè)方面[18-23]:(1)雌激素缺乏抑制轉(zhuǎn)錄激活因子3的磷酸化,隨后促進(jìn)ob/ob小鼠肝臟中脂肪酸合成酶(FAS)、硬脂酰輔酶A去飽和酶1(SCD1)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和線粒體甘油-3-磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)增加,使脂肪生成增加。(2)雌激素缺乏導(dǎo)致核轉(zhuǎn)錄因子PPARα的表達(dá)降低,固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1的表達(dá)增加,以及下游靶基因FAS、SCD1、ACC表達(dá)增加,由于脂質(zhì)氧化系統(tǒng)被抑制、脂肪生成相關(guān)基因被激活,最終使脂肪合成增加。(3)雌激素缺乏促進(jìn)PPARγ2表達(dá),PPARγ在脂肪組織中表達(dá)豐富,與脂肪細(xì)胞分化、脂肪酸代謝密切相關(guān)。(4)雌激素缺乏下調(diào)PPARδ及其下游靶基因表達(dá)水平,減少脂肪酸β氧化,促進(jìn)脂質(zhì)聚集。(5)雌激素缺乏導(dǎo)致miR-125b水平下降,正常水平miR-125b可抑制下游靶基因FAS表達(dá),減少HepG2細(xì)胞和原代小鼠肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積。由此推測(cè)當(dāng)miR-125b水平下降時(shí),這種抑制作用減弱,導(dǎo)致肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積增加。(6)雌激素缺乏促使脂滴包被蛋白(PLIN2)表達(dá)增加,而PLIN2具有促進(jìn)肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積累的作用。以上表明雌激素缺乏導(dǎo)致肝臟脂代謝紊亂主要是通過(guò)2種方式:或促進(jìn)成脂基因表達(dá)增加,或抑制脂肪氧化代謝相關(guān)基因的表達(dá),從而打破脂質(zhì)代謝的平衡,造成過(guò)多的脂質(zhì)沉積在肝組織中。
2.2 雌激素缺乏導(dǎo)致女性體脂重新分布 據(jù)報(bào)道絕經(jīng)后婦女比絕經(jīng)前婦女表現(xiàn)出更高的體內(nèi)總脂肪量、脂肪百分比和中央脂肪的積累[24];絕經(jīng)后婦女發(fā)生腹部肥胖的風(fēng)險(xiǎn)顯著高于絕經(jīng)前婦女(5倍)[25];絕經(jīng)后婦女的內(nèi)臟腹部脂肪和皮下脂肪組織比絕經(jīng)前婦女高2倍[26]。這些數(shù)據(jù)表明,雌激素缺乏可以引起脂肪的重新分布,以內(nèi)臟脂肪分布為主,這也在一定程度上增加了絕經(jīng)后女性中心性肥胖的發(fā)生率。而中心性肥胖患者更容易發(fā)生NAFLD[27],這可能由于分布在腹腔內(nèi)的脂肪組織具有β腎上腺素能受體占優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn),該部位脂肪分解形成游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)的能力明顯高于其他部位脂肪組織,而且形成的FFA更容易通過(guò)門靜脈進(jìn)入肝臟,F(xiàn)FA進(jìn)入肝臟后有2條去路[9]:一參與脂肪酸的β氧化;二作為底物合成TG,TG或以極低密度脂蛋白的形式輸出到血液中,或者儲(chǔ)存在肝臟脂滴中。當(dāng)過(guò)多的FFA進(jìn)入肝臟并超出其處理能力時(shí),導(dǎo)致肝細(xì)胞脂毒性增加、肝內(nèi)TG含量升高,造成氧化應(yīng)激、炎癥因子激活、HSC活化等一系列病理反應(yīng),推動(dòng)NAFLD進(jìn)展。
另外,絕經(jīng)后女性內(nèi)臟脂肪中的脂肪酸代謝產(chǎn)物(如庚酸、辛酸[28]等)明顯高于絕經(jīng)前婦女,這導(dǎo)致了肝臟中脂肪酸代謝產(chǎn)物的積累。脂肪酸和其部分代謝產(chǎn)物可以作為信號(hào)分子激活PKC、c-Jun激酶等,這些激酶可以增加IRS-1的絲氨酸磷酸化從而抑制胰島素信號(hào)通路[9],加重IR,誘發(fā)NAFLD。
基礎(chǔ)研究已證實(shí)雌激素缺乏與肝纖維化發(fā)生有關(guān)。1999年,Yasuda等[29]首次發(fā)現(xiàn)生理水平雌激素具有避免肝臟發(fā)生纖維化的作用。當(dāng)雌激素缺乏時(shí),Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑mRNA表達(dá)增加,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)生成大于降解,過(guò)多的細(xì)胞外基質(zhì)沉積到肝細(xì)胞基底膜或內(nèi)膜下,促進(jìn)肝纖維化的進(jìn)展。2015年,Turola等[30]發(fā)現(xiàn)無(wú)論是患有NAFLD的人還是患有實(shí)驗(yàn)性脂肪變性的斑馬魚(yú),卵巢衰老都顯著增加了纖維化的嚴(yán)重程度,都出現(xiàn)了肝細(xì)胞內(nèi)炎癥因子IL-6、TNFα的顯著上調(diào),推測(cè)雌激素缺乏可能通過(guò)觸發(fā)炎癥、氧化應(yīng)激和誘導(dǎo)凋亡來(lái)加重肝纖維化。2018年,Choi等[31]研究表明,雌激素缺乏可通過(guò)增加脂質(zhì)過(guò)氧化和活性氧(ROS)的產(chǎn)生來(lái)加重肝纖維化,其機(jī)制可能是ER介導(dǎo)的超氧化物合成基因表達(dá)發(fā)生變化而引起的。同時(shí)在具有嚴(yán)重肝脂肪變性的組織中發(fā)現(xiàn),ERα的表達(dá)是局灶性而非彌漫性,說(shuō)明ERα的局灶性表達(dá)可能對(duì)疾病發(fā)展具有促進(jìn)作用,其機(jī)制可能是促進(jìn)ROS的產(chǎn)生和HSC的活化,活化的HSC會(huì)增殖為肌成纖維細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生膠原蛋白,從而促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展。2019年,Lee等[32]發(fā)現(xiàn),雌激素可促進(jìn)肝細(xì)胞的DNA合成,同時(shí)抑制Kupfer細(xì)胞釋放ROS和炎性細(xì)胞因子,推測(cè)雌激素缺乏通過(guò)增加ROS的產(chǎn)生和促炎性細(xì)胞因子的分泌來(lái)激活肝細(xì)胞凋亡,最終通過(guò)TGF-1/Smad途徑加重了肝纖維化??傊?,雌激素缺乏可以增加肝纖維化進(jìn)展中相關(guān)蛋白基因的表達(dá),可以通過(guò)觸發(fā)炎癥、增加氧化應(yīng)激等途徑激活HSC,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生增加、肝細(xì)胞凋亡,這些因素共同維持肝細(xì)胞損傷與修復(fù)的持續(xù)過(guò)程,造成或加重肝纖維化。
臨床研究方面存在分歧。有研究[33]報(bào)道,絕經(jīng)后女性肝纖維化(S3或S4)的患病率顯著高于男性和絕經(jīng)前女性(27.6% vs 22.2% vs 14.4%),雖然NAFLD相關(guān)肝纖維化風(fēng)險(xiǎn)在絕經(jīng)后女性中較高這一觀點(diǎn)被大多數(shù)文獻(xiàn)支持,但是NAFLD相關(guān)肝纖維化風(fēng)險(xiǎn)與女性絕經(jīng)年齡之間的關(guān)系存在分歧。有研究[34-35]發(fā)現(xiàn)雌激素缺乏的時(shí)間與肝纖維化呈正相關(guān):即女性更年期過(guò)早、雌激素缺乏時(shí)間越長(zhǎng),NAFLD纖維化程度越重。但是最近韓國(guó)學(xué)者得出否定觀點(diǎn),通過(guò)對(duì)4354例絕經(jīng)后NAFLD患者的橫斷面研究,發(fā)現(xiàn)雖然NAFLD相關(guān)肝纖維化在絕經(jīng)后婦女中發(fā)病率較高,但是早期絕經(jīng)(絕經(jīng)年齡<45歲)與NAFLD相關(guān)肝纖維化之間并無(wú)關(guān)聯(lián)[36]。因此,女性絕經(jīng)年齡、雌激素缺乏時(shí)間與NAFLD相關(guān)肝纖維化的確切關(guān)系仍需大量臨床研究來(lái)驗(yàn)證。
腸道微生物群具有調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝、免疫反應(yīng)等功能[37]。越來(lái)越多的研究[38-39]表明,腸道微生物與NAFLD發(fā)病密切相關(guān),調(diào)整腸道微生物已經(jīng)成為NAFLD治療的新靶點(diǎn)。腸道微生物及其代謝產(chǎn)物(如:短鏈脂肪酸、脂多糖、內(nèi)生性乙醇等)可以通過(guò)腸-肝軸與肝臟相互作用[9]。腸道黏膜通透性增加、細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)、腸道微生物失調(diào),均可擾亂腸-肝軸的功能,促進(jìn)NAFLD和脂肪性肝炎的進(jìn)展。
人類微生物組計(jì)劃相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雌激素與腸道微生物之間亦存在密切關(guān)系。腸道微生物群受雌激素水平的影響,雌激素缺乏不僅導(dǎo)致腸道微生物的多樣性降低,也可導(dǎo)致腸黏膜屏障功能受損[40],導(dǎo)致具有免疫調(diào)節(jié)作用的有益菌減少、條件致病菌增加,造成腸-肝軸紊亂,啟動(dòng)一系列炎癥反應(yīng),誘發(fā)NAFLD。
4.1 雌激素缺乏影響腸道微生物的多樣性 腸道微生物群主要由擬桿菌門和厚壁菌門內(nèi)90%的菌種組成,多樣的、平衡的細(xì)菌組成是保持腸道免疫和穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵[41]。與絕經(jīng)前女性相比,絕經(jīng)后女性腸道厚壁菌/擬桿菌(F/B)的概率增大,較高的F/B與肥胖有關(guān)[42],這可能是由于絕經(jīng)后女性雌激素水平下降導(dǎo)致的中央脂肪增加。Zhao等[43]發(fā)現(xiàn)擬桿菌、乳桿菌科細(xì)菌1157FAA和羅氏菌屬在絕經(jīng)前女性中呈高水平,在絕經(jīng)后女性中呈低水平,其中擬桿菌和乳桿菌屬于腸道優(yōu)勢(shì)菌,能夠促進(jìn)膳食脂肪類物質(zhì)的吸收、傳導(dǎo)內(nèi)分泌信號(hào),從而調(diào)節(jié)TG、膽固醇、葡萄糖等代謝平衡[44];乳桿菌還可以影響緊密連接蛋白、E鈣蛋白基因的表達(dá)水平,從而調(diào)節(jié)腸道屏障功能[45];羅氏菌屬在治療和預(yù)防肥胖方面發(fā)揮一定作用[43]。提示雌激素缺乏可以改變腸道微生物的組成,影響全身的能量代謝和糖脂代謝,尤其與肥胖關(guān)系密切,而肥胖是NAFLD的危險(xiǎn)因素之一。
4.2 雌激素缺乏影響腸道黏膜屏障的完整性和通透性 腸上皮細(xì)胞之間以緊密連接的方式排列,以維持上皮屏障的完整性。生理濃度雌激素能夠上調(diào)緊密連接蛋白的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的增殖,維持正常的腸上皮屏障功能[46]。當(dāng)雌激素缺乏時(shí),OVX大鼠出現(xiàn)了緊密連接蛋白和閉合蛋白表達(dá)降低[47],破壞了腸黏膜的完整性,導(dǎo)致黏膜通透性增加,引發(fā)細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng),甚至發(fā)生細(xì)菌易位,通過(guò)腸-肝軸導(dǎo)致肝臟炎癥反應(yīng)。
由此可見(jiàn)雌激素缺乏可對(duì)腸道微生物群的多樣性以及腸道黏膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響,以腸-肝軸為媒介間接地推動(dòng)NAFLD的發(fā)生發(fā)展。
雌激素缺乏對(duì)絕經(jīng)后女性NAFLD的作用機(jī)制是復(fù)雜的,目前的研究尚未完全闡明其詳細(xì)的機(jī)制。本文主要總結(jié)了由ERα/ERβ介導(dǎo)的雌激素經(jīng)典途徑對(duì)NAFLD的影響,同時(shí)雌激素缺乏還可以觸發(fā)跨膜G蛋白偶聯(lián)雌激素受體介導(dǎo)的非經(jīng)典途徑,然而后者的機(jī)制尚不明確。此外,關(guān)于女性絕經(jīng)年齡與NAFLD纖維化之間的關(guān)系尚未達(dá)成一致。在治療方面,NAFLD相關(guān)指南中尚無(wú)針對(duì)絕經(jīng)后女性這一危險(xiǎn)人群的特殊干預(yù)措施,雖然基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)已表明補(bǔ)充外源性雌二醇可以改善OVX大鼠的肝臟脂肪變性,也有臨床報(bào)道HRT可以降低絕經(jīng)后女性NAFLD的發(fā)病率,但是HRT對(duì)該群體是否長(zhǎng)遠(yuǎn)有益尚無(wú)明確的證據(jù)。未來(lái)需要更深入的研究繼續(xù)闡述雌激素缺乏對(duì)疾病的作用機(jī)制,為絕經(jīng)后女性NAFLD的早期臨床防治提供更多的理論依據(jù)。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:趙晨露負(fù)責(zé)撰寫論文;趙文霞負(fù)責(zé)指導(dǎo)撰寫文章,修改論文。