健康青年脂肪分布对重要脏器血流影响的超声研究

摘要

研究背景：
　　肥胖是高血压、高脂血症、糖尿病等代谢综合征及心血管疾病的危险因素。截至目前，脂肪分布特点与血流分布之间的相关性，特别是在健康青年人群中超重或肥胖对人体重要脏器血供的具体影响尚不十分清楚。探讨健康青年人群脂肪分布对重要脏器血流的影响规律，有望为早期肥胖干预、相关疾病预防提供科学依据。
　　目的：
　　本研究应用无创超声检测手段，观察正常及超重青年空腹、进食及运动后血流分布特点，研究脂肪分布对重要脏器血流及其调节能力的影响。具体包括：
　　1.探讨空腹静息状态下，健康青年脂肪分布特征与血流分布之间的相关性及超重对人体重要脏器血流的影响；
　　2.观察进食前后超重与非超重青年各重要脏器血流参数变化，分析血流参数变化率与脂肪分布特征之间的相关性，探讨超重对进食前后重要脏器血供自我调节能力的影响；
　　3.观察运动前后超重与非超重青年各重要脏器血流参数变化，分析血流参数变化率与脂肪分布特征之间的相关性，探讨超重对运动前后重要脏器血供自我调节能力的影响。
　　方法：
　　1.实验对象
　　49例健康志愿者（男性22例，女性27例），年龄21-32岁，平均（25.7±2.8）岁。根据中国成人体重指数（BMI）标准，所有受检者分为两组：超重组（21例， BMI：28.27±2.55）和非超重组（28例，BMI：20.83±1.94）。排除心血管疾病、肺部疾病及内分泌系统疾病。所有受检者均签署知情同意书。
　　2.测量指标及方法
　　2.1一般测量
　　①身高、体重、体质量指数（BMI）测量：每人测量三次，求取平均值。身高值精确至0.5cm，体重值精确至0.1kg。按公式体重指数（BMI）=体重（kg）/身高2（cm）计算BMI。②身体围度测量及计算：根据标准测量腰围、臀围、上臂围、腿围。测量时，皮尺需紧贴皮肤表面，但并不压迫皮肤。由同一医生重复测量三次取平均值，结果精确到0.1cm。计算腰臀比（WHR）。
　　2.2超声测量
　　采用 Mindray公司生产的M9便携式彩色多普勒超声诊断仪，心脏超声检查采用探头 SP5-1S，腹部超声检查采用探头C5-1S，颈部及肢体血管超声检查采用探头L12-4S。①脂肪厚度测量：根据标准测量内脏脂肪厚度、腹部皮下脂肪厚度及大腿脂肪厚度。②心脏超声检查：受试者取左侧卧位，取标准左室长轴切面，测量收缩期主动脉瓣环最大直径；取标准心尖五腔切面，脉冲多普勒记录主动脉瓣环处血流频谱，手动描记该频谱获得速度时间积分值（VTI，cm），测量心率（HR），根据公式CO=π（d/2）2VTI×HR计算每分钟通过主动脉瓣环的血流量（ml），即左心输出量。连续测量三个心动周期，取平均值。心指数（CI，（L/min·m2））=CO/BSA，BSA为体表面积。③血管超声检查：受试者取仰卧位，测量双侧颈总动脉、颈内动脉、椎动脉、锁骨下动脉、股总动脉及腘动脉的管腔最大径，分别计算各血管双侧血流量，将双侧颈总动脉与双侧椎动脉血流量相加后作为头部血流量；双侧锁骨下动脉血流量相加获得供应上肢的血流量；双侧股总动脉血流相加后减去双侧腘动脉血流获得供应大腿的血流量；心输出量减去头部、上肢和双侧股总动脉的血流量后作为供应腹部的血流量。连续测量三个心动周期，取平均值。
　　上述受检者进食后及运动后分别重复以上超声检查。
　　2.3统计学分析
　　应用SPSS17.0软件进行统计分析，测量数据以x± s表示。计算进食前后、运动前后超重组和非超重组各血流指标变化量和变化率。超重组和非超重组两组间资料比较采用非配对双尾 t检验；进食前后两组间及运动前后两组间资料比较采用配对双尾t检验；脂肪分布与脏器血流分布相关性采用Pearson相关分析法。p<0.05为差异有统计学意义。
　　结果：
　　1.静息空腹状态下各参数情况
　　男性内脏脂肪较女性明显增厚，男性大腿部脂肪厚度明显小于女性，男性腰臀比显著高于女性（0.90±0.01 vs.0.83±0.01，p=0.0006）。男女之间各脏器血流分布无显著差异。非超重组体重指数明显小于超重组（20.83±1.94 vs.28.27±2.55，p<0.0001）。虽然非超重组与超重组两组间心指数无显著差别，但超重组青年心输出量明显增多（5.69±1.07 l/min vs.5.067±0.84 l/min,p=0.026），提示超重青年心脏负荷增大。此外，超重男青年脑血流量增多（1.05±0.22 l/min vs.0.84±0.17 l/min，p=0.020），脑血管阻力下降（椎动脉：0.66±0.10 vs.0.57±0.07，p=0.041）。女性超重组全身各部位血流量的均数均高于非超重组，但差别没有显著性；虽然男性腹部血流量在超重及非超重之间无显著差别，但是其均数高于非超重男青年；提示超重者血流在全身各部位基本按比例增加。
　　2.进食前后各参数变化
　　2.1进食前后非超重组和超重组血流指标变化
　　进餐后，非超重和超重组心输出量及心指数较基础状态下均明显增大（p均＜0.0001）；腹部血流量明显增多（p均＜0.0001）；腹部供血百分比显著增大（p=0.001，p=0.010）。进餐后，非超重组头部血流量明显增多（p=0.002），颈总动脉阻力指数明显增大（p=0.016），而超重组此两项指标虽然呈现增加趋势，但无统计学意义。上肢血流量、大腿血流量及头部血流百分比在非超重组和超重每组进餐前后均无明显变化。超重组与非超重组相比，所有血流指标进食前后变化量和变化率均无显著差别。
　　2.2进食前后血流指标变化与脂肪分布相关性
　　进食前后头部血流量及头部血流百分比变化绝对量分别与内脏脂肪和皮下脂肪厚度呈显著负相关。进食前后头部血流量变化率与皮下脂肪和内脏脂肪呈显著负相关（r=-0.317，p=0.026；r=-0.303，p=0.035）；头部血流百分比变化率与皮下脂肪呈显著负相关（r=-0.338，p=0.018）；颈总动脉平均血流速度变化量与臀围、皮下脂肪和大腿脂肪厚度呈显著负相关（r=-0.349，p=0.014；r=-0.302，P=0.035；r=-0.331，P=0.020）；颈总动脉平均血流速度变化率与BMI、臀围、皮下脂肪和大腿脂肪呈明显负相关（r=-0.308，p=0.031；r=-0.386，p=0.006；r=-0.306，p=0.033；r=-0.312，p=0.029）。
　　3.运动前后各参数变化
　　3.1运动前后非超重组和超重组血流参数变化
　　运动后，两组心输出量及心指数较基础状态下均明显增大（p均<0.0001）。与非超重组相比，超重组心输出量增加量更显著（p=0.003），心指数增加量无显著差别。运动后，非超重组头部血流量显著增多（p=0.010），超重组无明显变化。超重组和非超重组运动后，颈总动脉阻力指数均明显升高（p<0.0001，p=0.001），头部血流百分比均明显下降（p<0.0001，p<0.0001）。超重组运动后头部血流量变化率与非超重组相比虽无统计学差别，但明显降低（1.08±23.48％ vs.14.22±23.77%,p=0.060）。运动后，两组大腿部的血流量均显著增加（p<0.0001，p<0.0001），但大腿血流量百分比变化量仅超重组增加较为显著（p=0.010）。与非超重组比较，超重组运动前后大腿血流量变化量及变化率均较大（p=0.020, p=0.060），股总动脉阻力指数下降程度更加显著，平均血流速度增加程度更大。运动后，超重组和非超重组腹部血流量均明显增多（p<0.0001），腹部血流百分比也明显增大（p=0.001，p<0.0001）。与非超重组相比，超重组腹部血流量增加更大（p=0.034）。上肢血流量虽两组在运动前后均无明显变化，但上肢血流量百分比均明显下降（p<0.0001，p<0.0001）。
　　3.2运动前后血流参数的变化量及变化率与脂肪分布特征的相关性
　　心输出量、腹部血流量和大腿血流量变化与 BMI、腰围、臀围及内脏脂肪呈显著正相关。大腿血流百分比变化与皮下脂肪、大腿脂肪呈显著正相关；头部血流百分比变化与BMI、臀围、皮下脂肪呈显著负相关。
　　结论：
　　1.超重或肥胖虽然改变了机体重量分布，但在静息状态对血流分布并无影响；这种稳态的维系可能和机体的调节能力相关。超重者与非超重者，血流分布无显著差异，提示血流供应不是脂肪分布差异的主要机制。
　　2．进食增加了心输出量和脑血流量；但进食刺激引起的血流重新分布对非超重和超重健康青年血流分布影响有所不同。超重组腹部血流的增加更可能依赖于整体血流量的增加，而不是血流分布比例的改变；超重组脑血流量变化及颈总动脉平均血流速度变化率均低。其可能的解释是，超重组禁食、静息状态下已经动用代偿能力，导致进食条件下脑血流调节能力相对降低和不足；或者是由于超重者，进食更多地将血流供应到脑组织以外的组织，需要启动的脑组织代偿机制较少。脑血流调节与皮下和内脏脂肪组织厚度等存在相关性，而与BMI、WHR等的相关性差，提示相比整体的肥胖，某些脂肪组织（如内脏脂肪和腹部皮下脂肪）与脑血流调节能力更相关。
　　3．本研究采取的下肢运动为主的运动方式显著增加了整体循环血量，同时也引起人体血流的重新分布。机体通过降低股动脉血管阻力、增加血流速度，增加了腿部血流量；与此同时，机体通过增加颈总动脉阻力，维持脑部血流量的相对恒定。超重组，为完成同等程度的运动，需要提供更大的心输出量和更大比例的血液供应下肢；而此时，机体调控脑血流的方式与空腹静息时的状态相反，其调节能力较正常组无显著差异，甚至为了满足下肢血流，反而出现脑血流降低的情况。
　　综上，我们以（亚）健康青年为研究对象，发现超重青年已经出现心血管负荷增加、某些调节能力降低的情况。该项研究对指导青年人群及时控制体重、科学锻炼身体具有一定的指导意义。

目录

声明

缩略语表

前言

文献回顾

1肥胖的流行病学及危害

2脂肪的类型及功能差异

3 脂肪的分布及功能差异

4 影响脂肪分布的因素

5 脂肪的测量方法

6 全身血流分布及调节因素

7肥胖及脂肪分布特征与冠脉循环的研究

8肥胖及脂肪分布特征与脑血流相关性

第一部分 脂肪分布对青年空腹静息状态下重要脏器血流影响

1引言

2材料与方法

3结果

4 讨论

5 结论

第二部分 进食对健康青年重要脏器血流影响的超声研究

1 引言

2 材料与方法

3结果

4讨论

5 结论

第三部分 运动对青年重要脏器血流分布影响的超声研究

1引言

2 材料与方法

3结果

4 讨论

5 结论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢