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减肥、运动、吸烟、饮酒……对健康影响如何衡量?同济医院老年医学科张存泰教授团队发现一种标志物!

资料来源:老年医学科

发布者:宣传部

时间:2022-09-22

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近期,华中科技大学同济医学院附属同济医院张存泰、张乐教授研究团队在《内分泌学前沿》(《FrontiersinEndocrinology》)杂志上发表题为“Close association between lifestyle and circulating FGF21 levels: A systematic review and meta-analysis”的荟萃分析论文(图1)。该研究共纳入50项临床研究,囊括总共1438位受试者,研究发现血清FGF21水平与生活方式密切相关,可以作为衡量不同生活方式对健康影响的标志物。老年医学科钱宗昊硕士、张宇聪医生、杨妮博士为共同第一作者,张存泰教授、张乐副教授为通讯作者。

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图1. 该研究发表在《FrontiersinEndocrinology》

FGF21是被发现的第21个成纤维细胞生长因子,在人类多种组织中表达,包括肝脏、脂肪组织、胰腺、肌肉和中枢神经系统,其中,又以在肝脏中表达最为丰富。大量的研究表明该激素在小鼠和人体内发挥重要的代谢调节作用,包括显著促进葡萄糖和脂质代谢,改善胰岛素敏感性的功能。因此,FGF21是代谢综合征的标志物。

生活方式对人体代谢有着重要的影响,是影响个体健康的重要因素。近年有大量研究探讨血液FGF21浓度与各种生活方式的关系,但尚存在争议,缺乏可靠的结论。针对这一点,张存泰、张乐研究团队开展了本项研究工作,详细深入探讨FGF21和各种生活方式间的关系及内在机制。具体研究发现如下:

1.吸烟 吸烟是现代社会中导致发病和死亡的可预防因素,是心血管疾病和代谢性疾病的关键风险因素。该研究发现,吸烟可以显著提高血液FGF21浓度,这可能是一种对吸烟引起的全身性炎症的代偿性反应,引发FGF21分泌增加。

2.饮酒 饮酒会引发血液FGF21浓度升高。饮酒后的短期时间内,肝脏分泌的FGF21可以通过血脑屏障进入大脑,通过肝-脑信号轴抑制中枢神经系统对酒的偏好和摄入行为。

3.日常饮食FGF21与日常饮食有密切联系(图2)。节食可导致身体需要通过分解脂肪来提供能量,分解的游离脂肪酸可在肝脏中促进FGF21的表达和分泌;高热量高脂饮食导致的脂肪堆积也可通过增加血液和肝脏中的游离脂肪酸的浓度而升高血液FGF21浓度;高热量高碳水化合物饮食可以通过激活肝脏的碳水化合物反应原件结合蛋白(ChREBP),这一转录因子可以与FGF21启动子结合进而增高血液FGF21。此外,现代饮食中,果糖无处不在,如各种富含果糖的水果、蜂蜜、果汁、奶茶、果味糖浆、以及糕点等各种甜品。长期过量的果糖摄入会导致一系列的炎症和代谢性疾病,如糖尿病、痛风和儿童哮喘等。短时间大量的果糖摄入会通过多重途径大幅度升高血液FGF21浓度,因此,血液FGF21也可以作为标志物来评估对食物和饮料中过量的果糖摄入。

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图2. FGF21与不同类型饮食的关系

4.节食减重节食减重过程中,降低体脂会降低血液FGF21水平,蛋白限制摄入会升高FGF21水平(图3),血液中FGF21浓度则是这两种趋势的平衡的结果。膳食中蛋白成分充足,则节食减重通常伴随着体脂的降低和血液FGF21的降低;膳食中蛋白成分不足,则节食减重后血液FGF21浓度总体上维持不变甚至升高,提示膳食中存在蛋白摄入不足,可能增加营养不良的风险。许多老年人由于受“千金难买老来瘦”、“多吃蔬菜水果少吃肉”等传统的观念的影响,以及因为衰老伴随的咀嚼、吞咽、消化等生理机能的衰退和疾病,更容易因膳食营养不足导致身体抵抗力下降,加速衰老和疾病。因此,FGF21可参与老年膳食营养的辅助评估。

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图3. FGF21与节食减重的关系

5.运动FGF21也能反应运动效果(图4)。运动通常需要“燃烧”脂肪来为机体额外供能,燃脂分解的脂肪酸在肝脏中激活FGF21的表达和分泌,这一机制与节食导致的脂肪分解和FGF21增加类似。运动后1小时检测血液FGF21水平,运动强度越大,机体通过燃脂释放的脂肪酸也越多,血液FGF21升高达到的峰值也越高。因此,运动后1小时血液FGF21水平的升高可以很好地反映运动强度和燃脂效率。运动后,随着机体中燃脂产生的脂肪酸消耗殆尽,FGF21水平则逐渐下降到运动前的基线水平或以下。此时,可以通过血液FGF21水平的下降来反映运动带来的改善机体糖脂代谢的收益。因而,FGF21可参与监测长期运动健身对机体的效果和收益的辅助评估。

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图4. FGF21与运动的关系

张存泰、张乐研究团队本次发表的研究成果,阐明了血清FGF21与各种生活方式之间的密切联系以及其内在的机制,为FGF21的临床应用检测机体健康状态提供了更加明确具体的依据。本研究获得了国家科技部重大研发计划(2020YFC2008000,张存泰)和国家自然科学基金(81873533,张乐)的支持。

张存泰和张乐研究团队一直致力于血管老化的基础机制研究,并广泛开展衰老及防治相关的临床研究。关注FGF21在血管和肝脏的代谢、炎症和衰老中的特征和机制以及血管-肝脏间的通讯和相互作用,以期转化参与建立更标准更有效的预测和评价血管老化的指标体系,为我国老年心血管疾病的预防和治疗提供重要的参考依据。目前部分相关的基础研究和临床研究结果已被接收或发表于《BBA-Molecular Basis of Disease》、《Frontiers in Cardiovascular Medicine》、《Frontiers in Endocrinology》...等杂志上,获得1项国家科技部重大研发计划和2项国家自然科学基金面上项目的支持,其成果将有助于做好我国老年的心血管疾病预防,减轻疾病负担,为健康老龄化和健康中国的实现做出贡献。

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