王海強(qiáng) 李冰琪 周千瑤 王思穎 馮曉玲

非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指肝臟脂質(zhì)蓄積過多所致肝細(xì)胞變性的代謝相關(guān)性肝病(排除酒精和其他損傷肝臟因素),其病理過程進(jìn)展包括單純肝脂肪變性、炎癥和非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)、肝纖維化,最后可能進(jìn)展為肝癌[1]。NAFLD發(fā)病機(jī)制多因胰島素抵抗和脂質(zhì)代謝紊亂導(dǎo)致脂肪酸(fatty acid,FA)蓄積,誘發(fā)氧化應(yīng)激、脂毒性、炎性反應(yīng)等病理改變,加重肝細(xì)胞變性和損傷。雌激素是脂質(zhì)代謝、炎性反應(yīng)和血管穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子,絕經(jīng)期女性因卵巢功能不足,血清中雌激素水平降低和循環(huán)雄激素水平升高,促使體內(nèi)脂質(zhì)代謝發(fā)生紊亂,改變血液中的脂質(zhì)水平,例如脂蛋白、載脂蛋白、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)和甘油三酯(triglyceride,TG),進(jìn)而導(dǎo)致代謝綜合征,例如NAFLD[2]。因此補(bǔ)充雌激素是絕經(jīng)期女性防治NAFLD的關(guān)鍵。

一、女性體內(nèi)的雌激素

雌激素的生物活性形式是17β-雌二醇(17β-estradiol,17β-E2,以下簡稱E2),主要在卵巢中產(chǎn)生,在血漿中與性激素結(jié)合球蛋白結(jié)合并運(yùn)輸?shù)桨薪M織中發(fā)揮作用。雌激素不僅是女性發(fā)育和生殖所必需的主要性激素,在調(diào)節(jié)體重、能量消耗和保持代謝穩(wěn)態(tài)等方面也起著關(guān)鍵作用。女性體內(nèi)雌激素的水平是動(dòng)態(tài)變化的,在女性生育期,總雌激素的平均水平為100～250pg/ml,女性進(jìn)入絕經(jīng)期后,卵巢中卵泡發(fā)育停止,雌激素下降至10pg/ml[3]。雌激素可以增加臀部和股骨皮下區(qū)域的外周脂肪儲(chǔ)存,絕經(jīng)期女性體內(nèi)雌激素水平降低后會(huì)擾亂脂質(zhì)正常代謝,改變體脂分布,增加女性腹型肥胖的風(fēng)險(xiǎn),所以維持雌激素水平穩(wěn)定是減少絕經(jīng)期女性易患NAFLD等代謝相關(guān)性疾病的關(guān)鍵方法之一。

二、雌激素及其受體在肝臟中的傳導(dǎo)

雌激素在肝臟中主要通過雌激素受體α(estrogen receptor α,ERα)和雌激素受體β(estrogen receptor β,ERβ)與雌激素反應(yīng)元件(estrogen response element,ERE)結(jié)合來調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和葡萄糖穩(wěn)態(tài)[4]。E2與ER受體結(jié)合誘導(dǎo)ER的同源或異二聚化后易位到細(xì)胞核與ERE結(jié)合以調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄。研究表明,當(dāng)ERE依賴性信號缺失時(shí)會(huì)降低敲除ERE雌性小鼠的胰島素敏感度,使其葡萄糖穩(wěn)態(tài)受損,并增加肝脂質(zhì)變性的風(fēng)險(xiǎn)[5]。ERα可以與其他轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到基因組位置進(jìn)行傳導(dǎo)。小異源二聚體伴侶受體(small heterodimer partner,SHP)是調(diào)節(jié)肝脂代謝和減輕肝臟炎癥的重要轉(zhuǎn)錄因子,被敲除肝臟ERα的小鼠通過改變SHP轉(zhuǎn)錄相關(guān)機(jī)制促使肝脂肪變性[6]。E2還可以與質(zhì)膜上的受體結(jié)合來改變細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),例如G蛋白偶聯(lián)的雌激素受體(G protein coupled estrogen receptor,GPER)。研究發(fā)現(xiàn),E2可以調(diào)控GPER以激動(dòng)非基因組雌激素信號通路,包括蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase,PI3K)和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (extracellular signal-regulated kinase,ERK)ERK通路來調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[7]。總之,在肝臟中雌激素信號可以通過ERE、ERα、ERβ和GPER受體調(diào)節(jié)脂質(zhì)和葡萄糖代謝。

三、絕經(jīng)期女性代謝特征

絕經(jīng)期女性易患NAFLD的最重要危險(xiǎn)因素是高甘油三酯,主要危險(xiǎn)因素是高血糖和高血壓[8]。研究發(fā)現(xiàn),絕經(jīng)期女性雌激素缺乏,肝細(xì)胞ERα表達(dá)降低,造成脂質(zhì)合成、分解過程中的關(guān)鍵酶和基因表達(dá)發(fā)生變化,引起血清中總膽固醇、TG、LDL水平增加,HDL水平下降,而且這種脂質(zhì)譜的變化主要發(fā)生在末次月經(jīng)前后的2年內(nèi)[9]。Bermingham等[10]對于絕經(jīng)期女性血糖水平變化情況進(jìn)行研究,對絕經(jīng)期女性進(jìn)行口服葡萄糖耐量試驗(yàn)和血糖變異性參數(shù)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)期女性的平均每日葡萄糖濃度和血糖變異性高于絕經(jīng)前女性,使用雌激素替代治療后上述諸癥減輕,總膽固醇、LDL和餐后TG濃度均降低。此外,有研究顯示,舒張壓是NAFLD發(fā)病的一個(gè)強(qiáng)有力的預(yù)測因子。絕經(jīng)前女性的血壓與同齡男性血壓相比較低,但是絕經(jīng)期女性血壓呈上升趨勢。有研究發(fā)現(xiàn),在絕經(jīng)前女性中,高雌激素水平會(huì)通過ER鈍化醛固酮的合成,以維持正常的血壓,而絕經(jīng)期女性因雌激素分泌不足可能會(huì)導(dǎo)致血壓升高[11]。

四、絕經(jīng)期女性肝臟結(jié)構(gòu)變化

絕經(jīng)期女性的肝臟預(yù)期形態(tài)變化可能由于衰老過程而發(fā)生,包括肝血流量和體積減少以及再生能力的變化。肝臟的其他結(jié)構(gòu)變化與絕經(jīng)期的脂質(zhì)代謝改變有關(guān),單純脂肪變性是良性的,這是因?yàn)楦视腿ピ谘褐蟹e聚,使肝臟代謝途徑發(fā)生改變,也導(dǎo)致氧化反應(yīng)的激活,在線粒體和過氧化物酶體水平上產(chǎn)生活性氧,進(jìn)而刺激肝細(xì)胞產(chǎn)生炎癥。如果肝臟炎癥不能及時(shí)控制,就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)肝脂肪變性。脂肪變性主要是細(xì)胞中存在一些脂滴,脂滴表現(xiàn)為大小不等的近圓性空泡,這些結(jié)構(gòu)變化可能影響到與內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞的凋亡,進(jìn)而發(fā)展為NASH。隨著病情發(fā)展,假小葉之間的間質(zhì)會(huì)有纖維組織增生,并進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化甚至肝細(xì)胞癌。

五、雌激素治療NAFLD的機(jī)制

現(xiàn)有研究提出NAFLD的病理進(jìn)展暫時(shí)遵循“三次打擊”過程[12]。“第一次打擊”是指肝臟特異性胰島素抵抗和脂質(zhì)代謝紊亂導(dǎo)致過量FA在肝細(xì)胞中蓄積,超過肝臟處置能力而發(fā)生的單純脂肪變性?！暗诙未驌簟笔侵冈谕饨绛h(huán)境應(yīng)激和體內(nèi)代謝應(yīng)激物誘導(dǎo)下,促氧化物與抗氧化物平衡失調(diào)產(chǎn)生氧化應(yīng)激,促進(jìn)肝細(xì)胞損傷和凋亡?！暗谌未驌簟笔侵冈凇扒皟纱未驌簟被A(chǔ)上,促炎途徑激活,持續(xù)存在的肝臟炎癥誘發(fā)肝臟細(xì)胞外基質(zhì)增生,加速NAFLD發(fā)展為NASH、脂肪性肝纖維化甚至肝硬化[13]。雌激素通過抑制“三次打擊”過程治療NAFLD的作用機(jī)制如下。

1.胰島素抵抗:胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是指肝臟對胰島素敏感度降低,糖代謝降低,脂肪生成增多引起脂質(zhì)過度蓄積。IR促進(jìn)外周脂肪降解,肝臟攝取大量FA,使線粒體氧化超載,又加重FA蓄積,被稱作NAFLD的“第一次打擊”。

胰島素可以通過PI3K /蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)途徑發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。Toda等用E2治療缺乏芳香酶基因(aromatase knockout,ARKO)的雄性小鼠和單純ARKO小鼠比較,胰島素在ARKO小鼠中效果較差且信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效率較低[14]。蛋白激酶B的蛋白底物160kDa(Akt substrate 160kDa,AS160)可以調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4(glucose transporter 4,GLUT4)的易位和葡萄糖的攝取與利用。研究發(fā)現(xiàn),E2可以通過激活A(yù)kt/AS160途徑提高胰島素敏感度[15]。叉頭盒轉(zhuǎn)錄因子O1(fork head box transcription factor O1,FOXO1)可以直接結(jié)合啟動(dòng)子區(qū)域的胰島素反應(yīng)元件來激活6-磷酸葡萄糖酶(glucose-6-phosphatase,G6PC)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)糖異生途徑。在用E2治療的OVX女性和FOXO1敲除小鼠中,發(fā)現(xiàn)E2可以通過PI3K/Akt途徑間接抑制FOXO1及其靶標(biāo)G6PC表達(dá)進(jìn)而降低血糖[16]。這些數(shù)據(jù)表明,因E2缺乏導(dǎo)致的IR可能是絕經(jīng)期女性NAFLD進(jìn)展的關(guān)鍵因素。

2.脂質(zhì)代謝紊亂:肝細(xì)胞脂肪變性特征是過量FA在肝細(xì)胞中堆積,FA供應(yīng)過量或處置受損時(shí),可能作為產(chǎn)生脂毒性的底物,引起氧化應(yīng)激和肝細(xì)胞損傷。因此改善脂質(zhì)代謝紊亂即減少循環(huán)FA攝取、肝臟脂肪生成、提高FA氧化速率,可以有效抑制脂肪變性。

研究人員關(guān)于雌激素缺乏對肝臟脂質(zhì)代謝的影響在動(dòng)物及臨床實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了大量研究。有研究發(fā)現(xiàn),卵巢切除術(shù)(ovariectomy,OVX)誘導(dǎo)大鼠腹膜后白色脂肪組織的中甘油單酯、甘油二酯和膽固醇酯脂肪酸譜發(fā)生顯著變化,補(bǔ)充雌激素后可以恢復(fù)部分脂肪酸譜的組成比例[17]。在喂食高脂高果糖飲食的OVX雌性嚙齒動(dòng)物中,雌激素聯(lián)合運(yùn)動(dòng)可以上調(diào)過氧化物酶增殖物受體γ(peroxisome proliferators-activated receptor γ,PPARγ)和腺苷酸激活蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)活性,增加β氧化和乙酰輔酶A羧化酶磷酸化失活,抑制FA合成,降低血清TG、LDL水平和增加HDL/CH比值,改善循環(huán)脂質(zhì)分布[18]。所以雌激素缺乏會(huì)下調(diào)FA氧化或上調(diào)脂質(zhì)合成等基因的表達(dá),這是絕經(jīng)期或者卵巢切除術(shù)后女性易患NAFLD的原因之一。

3.氧化應(yīng)激:外界環(huán)境應(yīng)激物例如高脂飲食,代謝應(yīng)激物例如肝細(xì)胞異常脂質(zhì)堆積,肝臟炎癥和線粒體功能障礙等因素可能會(huì)誘導(dǎo)肝臟出現(xiàn)氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激可以啟動(dòng)凋亡程序,引起細(xì)胞損傷和凋亡,間接促進(jìn)NAFLD進(jìn)展,被稱作“第二次打擊”[19]。線粒體應(yīng)激實(shí)質(zhì)是線粒體功能障礙,引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)釋放,反過來增加FA超載到線粒體中,使線粒體膜電位耗散,又增加ROS的釋放,加重氧化應(yīng)激[20]。

PPARγ是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子,PPARγ共激活因子1α(peroxisome proliferato ractivated receptor-γ coactivator-1α,PGC-1α)是雌激素依賴性抗氧化反應(yīng)所必需的。PGC-1α以配體依賴和協(xié)同方式共激活ERα,增加ROS基因的表達(dá)。當(dāng)E2缺乏時(shí)會(huì)降低肝臟中PGC-1α水平,增加炎癥和纖維化標(biāo)志物水平,降低抗氧化酶基因表達(dá)[21]。過氧化物還原蛋白3(peroxiredoxin 3,PRX3)有抗氧化的活性作用,補(bǔ)充E2的小鼠白色脂肪細(xì)胞中PRX3和硫氧還蛋白3上調(diào),能夠減輕氧化應(yīng)激帶來的損傷[22]。有研究用植物雌激素和E2處理NAFLD人肝癌細(xì)胞模型,發(fā)現(xiàn)二者均可激活A(yù)MPK、PPARγ、GPER信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,減輕下游ER應(yīng)激、炎性反應(yīng),減少循環(huán)FA攝取以及保護(hù)線粒體膜電位,保護(hù)肝細(xì)胞[23]。

雌激素通過促進(jìn)線粒體的生物合成,提高線粒體的呼吸功能,減輕氧化應(yīng)激發(fā)揮保肝作用。ERα的丟失伴隨著參與線粒體生物合成例如PPARγ輔激活因子、核因子E2相關(guān)因子1以及轉(zhuǎn)錄例如線粒體RNA聚合酶關(guān)鍵基因的表達(dá)減少,會(huì)使線粒體增殖和脂肪酸β氧化途徑受阻[24]。此外,ERα可以直接控制線粒體DNA復(fù)制以及裂變?nèi)诤辖閷?dǎo)的線粒體重塑和周轉(zhuǎn)[25]。研究發(fā)現(xiàn)E2恢復(fù)了用棕櫚酸酯處理小鼠的過氧化氫酶水平,增加線粒體抗氧化酶保護(hù)活性,同時(shí),E2還改善了胰島素抵抗[26]。所以雌激素可以減輕氧化應(yīng)激,考慮將植物雌激素作為絕經(jīng)期女性NAFLD治療的藥物,以替代因缺乏雌激素引起的氧化應(yīng)激級聯(lián)反應(yīng)。

4.肝臟炎癥:炎性反應(yīng)是NAFLD發(fā)病機(jī)制中“第三次打擊”的關(guān)鍵,炎性反應(yīng)是許多信號通路的下游,脂質(zhì)過度堆積、氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙等可以促進(jìn)炎性細(xì)胞因子包括白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)的產(chǎn)生和釋放,啟動(dòng)炎性反應(yīng)的級聯(lián)激活,促進(jìn)肝臟脂肪細(xì)胞變性和壞死。

雌激素可以通過下調(diào)促炎性細(xì)胞因子來抑制炎癥。Sucedaram等[27]研究發(fā)現(xiàn),高脂肪飲食(high-fat diet,HFD)喂養(yǎng)的OVX大鼠與單純HFD喂養(yǎng)大鼠的肝臟比較,OVX大鼠肝細(xì)胞脂肪變性(微泡和大泡)更廣泛,IL-6、TNF-α、MCP-1的水平更高。另外一項(xiàng)研究中用E2治療HFD喂養(yǎng)的小鼠顯示出白色脂肪組織炎癥顯著降低,表現(xiàn)在血漿和脂肪組織TNF-α和IL-6濃度的降低[28]。對HFD喂養(yǎng)的4個(gè)月和19～21個(gè)月兩組小鼠給予4周E2治療,發(fā)現(xiàn)E2降低幼老小鼠TNF-α的增長幅度,升高IL-10的水平以抑制單核-吞噬細(xì)胞釋放炎性介質(zhì)[29]。所以雌激素可以通過抑制肝臟脂肪細(xì)胞中促炎性細(xì)胞因子釋放減輕炎性反應(yīng),起到保護(hù)肝組織的作用。

5.肝臟纖維化:肝纖維化是包括NASH在內(nèi)的慢性肝病的常見病理特征。肝星形細(xì)胞(hepatic stellate cell,HSC)是肝臟纖維化基質(zhì)的主要生產(chǎn)者,前“兩次打擊”即肝臟脂肪蓄積過多,脂肪細(xì)胞變性,刺激產(chǎn)生氧化應(yīng)激,激活炎癥通路,促進(jìn)HSC增殖、轉(zhuǎn)型并分泌細(xì)胞外基質(zhì),最終導(dǎo)致肝纖維化。因此,促進(jìn)HSC凋亡可以阻斷肝纖維化發(fā)展的進(jìn)程。

臨床研究表明,絕經(jīng)期雌激素缺乏會(huì)增加女性NAFLD/NASH患者肝纖維化的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度[30]。Ohashi等研究發(fā)現(xiàn),用HFD喂食12周的OVX雌性小鼠肝臟中膠原纖維積累顯著,而喂食相同飲食的假手術(shù)雌性小鼠幾乎沒有發(fā)生肝纖維化,這表明E2的缺失可能加重HFD喂養(yǎng)小鼠的肝臟纖維化[31]。此外有研究對OVX肝硬化小鼠給予ERα激動(dòng)劑,結(jié)果顯示,小鼠肝臟纖維化評分和HSC細(xì)胞水平均降低。因此推測E2可以通過抑制HSC的活化和增殖發(fā)揮纖維抑制作用[32]。此外,E2可以抑制硬脂酰輔酶A去飽和酶1表達(dá),使雄性小鼠肝臟中轉(zhuǎn)化生長因子β1和賴氨酰氧化酶樣蛋白2含量下降,降低膠原蛋白合成速率,增加膠原蛋白降解速率,從而減輕肝纖維化的程度[33]。因此雌激素缺乏會(huì)促進(jìn)肝細(xì)胞損傷和肝纖維化,所以補(bǔ)充雌激素對于降低絕經(jīng)期女性NAFLD以及肝纖維化發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是很有必要的。

6.其他:除了上述機(jī)制之外,雌激素也可以通過影響腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫等減輕肝臟脂肪細(xì)胞變性與損傷。

NAFLD的嚴(yán)重程度與腸道生態(tài)失調(diào)和腸道微生物群代謝功能的轉(zhuǎn)變有關(guān)。Limin等[34]研究發(fā)現(xiàn),OVX小鼠腸道中抗菌肽、β-防御素和腸上皮緊密連接蛋白的表達(dá)減少,即E2缺乏會(huì)引起腸道微生物群及其代謝物短鏈脂肪酸的變化。雌激素是免疫調(diào)節(jié)類固醇,可以調(diào)節(jié)促炎和抗炎性細(xì)胞因子的水平。研究發(fā)現(xiàn),E2可以降低肝臟中2型先天淋巴細(xì)胞(group 2 innate lymphoid cell,ILC2)與白細(xì)胞共同抗原(cluster of differentiation 45,CD45)以及3型先天淋巴細(xì)胞(ILC3)與CD45的比率,抗肝細(xì)胞凋亡的M2巨噬細(xì)胞數(shù)量也下降[35]。

六、展 望

雌激素缺失及絕經(jīng)期的亞臨床代謝紊亂如輕度血脂異常、糖尿病前期、高血壓等可能是絕經(jīng)期女性NAFLD風(fēng)險(xiǎn)增加的原因。一方面當(dāng)女性進(jìn)入絕經(jīng)期,雌激素缺乏引起脂肪重新分布,內(nèi)臟脂肪增加,肝臟脂肪過度分解使游離FA水平升高,致胰島素抵抗;另一方面因雌激素缺失后與β氧化相關(guān)的基因下調(diào),過量FA不能通過β氧化正確用作能量來源,致使脂肪蓄積和肝脂肪細(xì)胞變性。

本文通過對雌激素缺乏動(dòng)物模型或者絕經(jīng)期女性體內(nèi)肝臟脂質(zhì)代謝紊亂的臨床研究進(jìn)行歸納總結(jié),發(fā)現(xiàn)雌激素可以通過減輕“三次打擊”方面防治NAFLD,包括減輕肝臟胰島素抵抗、抑制氧化應(yīng)激、減少促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生等途徑改善肝臟脂質(zhì)代謝紊亂和肝細(xì)胞損傷,因此補(bǔ)充雌激素治療可能成為有效防治絕經(jīng)期女性NAFLD的有效方法。此外,在今后的治療中我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到NAFLD診斷中潛在的性別偏見,提高對絕經(jīng)期女性NAFLD監(jiān)測,對絕經(jīng)期女性肝臟脂質(zhì)代謝紊亂進(jìn)行及時(shí)預(yù)防和干涉,包括采取適當(dāng)補(bǔ)充植物雌激素、提倡健康飲食和體育活動(dòng)等方法,從而降低女性絕經(jīng)后患NAFLD的風(fēng)險(xiǎn)。