单纯性肥胖儿童血管内皮功能障碍及其早期干预的实验研究

摘要

研究背景及目的 儿童单纯性肥胖症是目前世界范围内最受瞩目的营养性疾病之一。流行病学研究表明我国儿童单纯性肥胖症的发生率高达3％～17％，并呈持续增长趋势，单纯性肥胖症已成为中国儿童期严重的营养问题，极大地危害了儿童身心的健康成长。肥胖与脂质异常血症、高胰岛素血症等密切相关，严重者可导致动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)、高血压等心脑血管疾病。血管内皮功能障碍是上述病变的启动环节。 既往研究表明单纯性肥胖儿童存在血管内皮依赖性舒张功能障碍。他们是否同时存在内皮源性凝血功能和粘附功能紊乱?在血管内皮功能障碍发生的同时，是否亦发生了内皮组织学损伤?如何采用有效的干预措施控制儿童期单纯性肥胖及与其相关的脂质代谢紊乱和血管内皮功能障碍?这些均为当前儿科临床与基础研究关注的焦点。既往对单纯性肥胖儿童的干预研究多以减重和降脂作为评价疗效的指标，有关血管内皮功能障碍的干预研究报道极少，偶有单项干预而非多项不同干预方法的对照研究报道。 本文通过测定肥胖儿童和生长期肥胖大鼠体格测量指标、脂代谢、血管内皮细胞因子、血管内皮损伤情况，探讨儿童期单纯性肥胖相关的血管内皮功能障碍及血管内皮损伤的动态变化，为临床提供早期预测指标；并对肥胖大鼠进行早期干预，比较单纯控制食谱、控制食谱联合有氧运动、控制食谱联合温和降脂药烟酸或藻酸双酯钠(propylene glycol alginate sodiumsulfate，PSS)四种方法的干预效果，旨在探讨对儿章单纯性肥胖血管内皮功能障碍早期干预的有效方法。 研究结论 1．肥胖儿童和肥胖大鼠体重增加，脂质代谢紊乱，存在脂肪肝和心肌病变，且AI明显升高；其发生AS的危险性增加。 2．肥胖儿童和肥胖大鼠存在血管内皮功能障碍，包括内皮舒缩功能障碍(FMD、血NO和主动脉eNOS蛋白表达降低，血ET升高)，内皮凝血功能障碍(血和主动脉中VWF升高)及内皮粘附功能障碍(血sICAM-1及主动脉中ICAM-l蛋白及基因表达增加)。 3．肥胖大鼠血中NO、vWF、sICAM-1水平与腹主动脉中相应的蛋白表达水平分别呈正相关，提示可通过测定血循环内皮分泌因子的浓度部分反映主动脉组织中的相应因子的表达。4．肥胖儿童和肥胖大鼠早期发生血管内皮功能障碍的同时即发生血管内皮组织学损伤，表现为CEC计数升高、腹主动脉脱落内皮细胞数及泡沫细胞数增多；后期形成AS斑块。 5．肥胖儿童血浆vWF与WHR、TC、AI、SBP呈正相关，与ApoAl、FMD呈负相关，提示存在中心性肥胖、脂质代谢紊乱和收缩压偏高的肥胖儿童易于发生内皮凝血功能障碍。 6．临床与动物实验提示：血管超声检测FMD，血NO/ET、VwF和slCAM-1含量以及CEC计数，均可以作为单纯性肥胖儿童发生血管内皮功能障碍的早期预测因子。 7．单纯控制食谱不能减重；对于调节HDL/LDL的比例效果不佳，无法降低AI；修复内皮损伤的作用有限，可以改善血管内皮功能障碍，但作用较弱。提示单纯控制食谱不能达到有效预防AS等成人期心脑血管疾病的目的。 8．控制食谱联合有氧运动是本实验中观察到的最有效的干预方法，可以有效减重；并全面调节脂质代谢，使AI降至正常水平；基本修复了损伤的血管内皮；显著改善血管内皮舒缩、凝血及粘附功能，从而降低发生AS的危险性。 9．控制食谱联合烟酸或PSS均可调节脂质代谢紊乱，部分改善血管内皮损伤及血管内皮功能障碍。烟酸在减重、降脂、改善血管舒缩功能及修复内皮损伤方面优于PSS。 10.四种干预方法进行比较发现：干预效果依次为控制食谱联合有氧运动>控制食谱联合烟酸>控制食谱联合PSS>单纯控制食谱。提示对于处在生长发育阶段的儿童，可采用合理食谱联合体育运动进行早期干预，长期坚持能有效减重并改善脂质代谢紊乱与血管内皮功能障碍，是最佳选择；对于血脂明显升高者还可试用温和降脂药物。 创新和意义 1、首次证实单纯性肥胖儿童除存在血管内皮舒缩功能障碍外，亦存在内皮凝血功能障碍，即血浆vWF升高；并用流式细胞仪检测CEC计数，证实肥胖儿章早期即存在血管内皮组织学损伤。提出血浆VWF和CEC计数可以作为单纯性肥胖儿童临床早期预测血管内皮功能障碍的两个新指zneul＼neul＼nOtch4-1ike＼tang0125＼VE-statin(VascularEndothelial．statin)，实验研究表明EGFL7在血管管腔形成过程中起关键作用。EGFL7是一种含有278个氨基酸的分泌性蛋白，相对分子量为30KD<,a>，包括一个信号肽，在氨基端有一个EMI功能域，还包括2个表皮生长因子(EGF)样功能域和一个富含亮氨酸、缬氨酸的羧基端，存在于内质网和高尔基体，分泌至内皮细胞(EC)附近。egfl7 knockdown胚胎显示：成血管组织或细胞的逐渐分离及恰当的空间排列导致血管管腔形成的过程，在敲掉egfl7基因的胚胎不能正常发生，从而导致血管管腔形成失败。因此，EGFL7是血管管腔形成特异需要的。但是其作用机制不详，信号通路亦不详，因此，egfl7作为血管生成的候选基因，需要进一步研究。 EGFL7在EC分化过程的很早阶段即表达，在鼠、人和斑马鱼的胚胎，所有血管和心内膜的EC以及内皮祖细胞均可检测到高转录水平的egfl7，在胚胎发育和新生儿成长过程中，也高水平表达，成年后，仅在一些血管生成旺盛的器官，如肺、心和肾脏的血管小分支的EC继续表达EGFL7。但在增生性组织，如肿瘤、妊娠过程中的生殖器官和炎症组织等，egfl7基因重新启动，表达水平大大提高。这种表达方式提示：高水平的EGFL7与血管增生和重塑有关，EGFL7是成人动脉壁EC处在增生、迁移、重塑等活性状态的一种特异性标志。AS目前被认为是一种慢性炎症性疾病，且与血管生成密切相关，而EGFL7是血管生成过程尤其是管腔形成过程特异需要的，那么AS斑块内EGFL7表达水平是否提高?表达提高的可能机制是什么?其表达水平与斑块的稳定性是否相关?与其它参与血管生成的因子表达水平之间的关系如何?是否可以作为干预AS发生发展的靶点?都是需要解决的问题。 本研究利用免疫组织化学染色技术，检测人髂动脉AS斑块内一些参与血管生成的细胞因子如血小板衍生生长因子(PDGF)、内皮细胞生长因子(vEGF)及血管细胞粘附分子(VCAM)、细胞间粘附分子(ICAM)的表达，旨在证实斑块内血管生成对AS发生发展的影响，尤其是EGFL7在AS斑块内的特异性表达，进一步证实EGFL7在病理性血管生成中的重要作用，为将来以egfl7为基因治疗靶点，抑制AS斑块内新生血管形成，增加AS斑块的稳定性提供理论基础，从而为治疗AS、肿瘤等病理性血管生成相关性疾病，提供新的治疗思路和策略。

目录

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

符号说明

前 言

第一部分单纯性肥胖儿童血浆vWF改变及血管内皮损伤的相关研究

第二部分饮食诱导的肥胖大鼠血管内皮功能障碍和内皮损伤的动态观察及早期干预研究

附图

附录

学位论文总结

致 谢

研究生期间发表的论文、论著及获奖情况