“瘦型”多囊卵巢综合征患者骨骼肌间脂肪与胰岛素抵抗关系的研究

傅晓华 朱晶 张岭 金碧辉 舒静

多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是以排卵障碍、高雄激素血症为特征的育龄期女性常见内分泌疾病[1]。患者除伴有生殖功能障碍外，同时还多并存有血脂紊乱、胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）等，导致发生2型糖尿病、心血管疾病的风险较普通人群增加5～10倍，严重影响患者的健康和生活质量[2]。IR作为PCOS代谢紊乱的关键环节，其在疾病发生和发展中的作用受到高度关注[3]。既往研究认为PCOS患者体内存在脂肪组织的过量积聚以及分布异常，可通过分泌脂肪因子、激活前炎症细胞因子等多条途径降低机体对胰岛素的敏感性，从而诱发IR[4-5]。近年学者们发现：即使是BMI在正常范围内的“瘦型”PCOS患者亦可伴随IR，而该类患者由于总体脂肪不呈现明显异常，其相关代谢问题易被临床忽略[6]。骨骼肌是人体内胰岛素代谢的最大组织，其结构和功能的异常可引起外周IR。本研究通过比较BMI在正常范围内的“瘦型”PCOS患者与对照组之间脂肪组织，尤其是外周骨骼肌间异位脂肪含量及分布的差异，以期探索其与糖代谢紊乱之间的关系。

1 对象和方法

1.1 对象 收集2015年6月至2017年12月我院生殖内分泌科就诊且BMI在正常范围内的PCOS患者40例（病例组）以及同期无内分泌障碍的非PCOS女性30例（对照组）。BMI定义参照中国肥胖问题工作组数据汇总分析协作组所提出的我国成人超重和肥胖界限，即正常BMI为18.5～23.9kg/m2。所有入选者均无慢性疾病，不吸烟，不饮酒，近2个月未服用过影响糖脂类代谢药物，并排除有相似表现的其他病因（甲状腺功能异常，高催乳素血症，迟发型肾上腺皮质增生和分泌雄激素的肿瘤）。本研究经本院伦理委员会备案、核准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 PCOS诊断标准 采用中华医学会2007年制定的PCOS标准：（1）稀发排卵或无排卵；（2）高雄激素血症的临床表现和（或）高雄激素血症；（3）卵巢呈多囊样改变。上述3项标准中符合2项，并同时排除其他可能引起高雄激素的疾病和引起排卵异常的疾病。

1.3 方法

1.3.1 人体测量指标 晨起空腹测定体重、身高、BMI。

1.3.2 空腹血糖及胰岛素测定 两组受试者至少空腹8h，晨测空腹血糖及胰岛素；采用HOMA稳态模型评价IR。HOMA稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）=（空腹血糖（mmol/L）×空腹胰岛素（mU/L）/22.5。

1.3.3 全身脂肪含量以及腹部脂肪含量测定 受试者取仰卧位，双手平放于身体两侧，应用双能X线仪（DXA）测量全身脂肪含量以及腹部脂肪含量。腹部脂肪区域的划分范围为：下界为骨盆线，上界为骨盆线上骨盆与股骨颈距离的20%。侧边界是上肢边界线。平均扫描时间5min，全身扫描射线剂量＜0.03mRem，每一次扫描都从头顶以上3～5条扫描线开始到脚趾以下3～5条扫描线结束。如果受试者在扫描过程中移动，将重新扫描。DXA每日常规质检，变异系数＜0.8%。

1.3.4 骨骼肌间脂肪含量的测定 采用3.0T MRI测量。髂前上嵴至膝关节间大腿之中点水平为基准平面，分别向头部方向和足部方向采集共5个平面，获得不同组织的表面积（单位：cm2）。采集参数：TR：500ms，TE：18ms，层厚：8mm，间隔：2mm，NEX：1，PHAS：160。分析采用SliceOmatic 4.3 software（加拿大TomoVision公司）软件半自动分割方法。首先，结合使用阈值分割法、自动块状分割法和种子分割法等方法对影像进行自动分割；其次，再对所得图像进行手动校正，并计算其横截面面积。骨骼肌间脂肪的体积通过下列公式计算其中t是每片图像的厚度；h为连续两片图像的间隔；Ai为每片图片的横截面面积。用上述公式计算得出的肌间脂肪的体积再乘以脂肪的密度（0.92kg/L），便可得出骨骼肌间脂肪的含量（详见图1）。

图1 MRI标准图像采集示例

1.4 统计学处理 采用SPSS16.0统计软件。计量资料以表示，组间比较采用t检验；调整重要混杂因素年龄、BMI、全身脂肪量以及腹部脂肪含量后，采用协方差分析比较两组骨骼肌间脂肪的差异；应用Pearson相关分析骨骼肌间脂肪含量与糖代谢参数之间的关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料的比较 两组年龄的差异无统计学意义（P＞0.05），BMI均在正常范围内。两组糖代谢参数比较发现，空腹血糖无统计学差异，但PCOS组空腹胰岛素水平、HOMA-IR均高于正常对照组（均P＜0.05）。两组脂肪含量指标测定发现，PCOS组腹部脂肪含量和骨骼肌间脂肪含量均高于对照组（均P＜0.05），全身脂肪含量两组间无统计学差异（P＞0.05）。采用协方差调整年龄、BMI、全身脂肪量以及腹部脂肪含量变量后，PCOS组和对照间骨骼肌间脂肪含量的差异仍有统计学意义（P＜0.05），见表 1。

2.2 PCOS组骨骼肌间脂肪含量与糖代谢参数的相关性分析 采用Pearson相关分析PCOS患者骨骼肌间脂肪含量与空腹血糖、空腹胰岛素以及HOMA-IR之间的关系，结果显示：骨骼肌间脂肪含量与空腹血糖之间无相关（r=0.11，P＞0.05）。但是骨骼肌间脂肪含量与空腹胰岛素以及HOMA-IR之间呈正相关（r=0.45、0.34，均P＜0.05）。见图 1。

表1 两组一般资料的比较

图1 40例“瘦型”PCOS患者的骨骼肌脂肪含量与空腹胰岛素（a）及HOMA-IR（b）的散点图

3 讨论

本研究结果显示：即使是BMI在正常范围内的“瘦型”PCOS患者，与对照组相比，仍具有较高的空腹胰岛素水平及HOMA-IR。采用DXA及MRI对两组脂肪分布模式进行精确定量后，笔者发现PCOS组骨骼肌间脂肪含量明显高于正常对照组，即使调整了全身脂肪及腹部脂肪变量后，该差异仍有统计学意义。进一步对PCOS患者骨骼肌间脂肪含量与糖代谢参数进行相关性分析，提示该部位脂肪的异位沉积与空腹胰岛素及HOMA-IR之间呈正相关。

PCOS发病机制复杂，临床表现多样。除了雄激素过多、持续性不排卵外，近年来发现IR也是其特征性表现之一[7]。约60%～75%的PCOS患者存在IR，后者不仅会加剧内分泌紊乱、加重高雄激素血症、影响卵泡的选择和发育，而且极大地增加了PCOS患者患糖尿病和心血管疾病的远期风险。目前，有关IR的控制已被纳入PCOS治疗指南，对其发病机制的探索无疑是该综合征的研究关键点之一[8]。

既往研究认为肥胖是PCOS患者IR发生的重要条件之一。过量积聚的脂肪组织可通过分泌脂肪因子、激活前炎症细胞因子等多条途径降低机体对胰岛素的敏感性。尤其是脂肪组织在腹腔内脏部位的聚集，可释放大量游离脂肪酸进入肝脏，从而诱发肝脏IR[4]。然而，新近应用更精密的脂肪测量仪器（例如CT和MRI）进行脂肪检测后显示：尽管PCOS患者存在较高的IR和高脂血症风险，但其总体脂肪含量、内脏脂肪及腹部皮下脂肪与对照组相比并无明显差异[9]。因此，传统的中心性肥胖在PCOS患者IR中起主要作用的理论受到了挑战。

人体内80%～90%的葡萄糖摄取和消耗是通过骨骼肌来实现的。2000年Goodpaster首次利用CT成像技术发现：尽管大腿筋膜下脂肪和大腿IMAT在脂肪构成中比例较小，但其量的增加与机体胰岛素敏感性的相关性显著高于大腿皮下脂肪[10]。Boettcher等[11]采用MRI定量测量下肢IMAT，发现IMAT与肌肉组织葡萄糖利用率呈负相关，提示IMAT可能涉及外周IR的病理发生过程。体外实验将人类脂肪细胞与骨骼肌细胞共培养48h后，骨骼肌细胞胰岛素信号传导系统出现受体后缺陷：IRS－1的酪氨酸磷酸化被完全阻断、Akt激酶活性显著降低、胰岛素信号传导受到干扰，骨骼肌细胞IR发生；进一步实验证实脂肪细胞可通过IKK/NF-κB依赖途径影响胰岛素诱导的Akt丝氨酸磷酸化，从而快速诱导骨骼肌细胞IR[12-13]。Kovalik等[14]对脂肪细胞诱导肌细胞IR的机制进一步的进行探讨，发现在脂解活性增强的环境下，共培养的脂肪细胞可通过多条途径诱导肌细胞优先利用脂肪酸作为氧化底物，抑制肌细胞对葡萄糖的利用，最终表现骨骼肌细胞胰岛素信号传导受阻，胰岛素敏感性降低。目前有关骨骼肌与邻近脂肪细胞之间信号对话的异常对外周IR发生的作用的研究已引起了越来越多的关注[15]。

有多种族人群系列研究提示：即使BMI在正常范围内，亚洲女性特异性的脂肪分布特点仍较欧美人种易出现糖脂代谢紊乱倾向[16-17]。在临床中存在着较高比例的“瘦型”PCOS患者伴随IR，对亚裔PCOS人群进行胰岛素受体遗传基因研究发现：胰岛素受体基因EXON17+168715 C＞T（1058位点）的多态性出现频率明显增高，并且在“瘦型”亚组中CT及TT基因型出现的频率与对照组相比差异更加明显，提示“瘦型”PCOS有其特殊的遗传表型[18]。然而，有关“瘦型”PCOS患者脂肪分布特点，尤其是骨骼肌部位的脂肪异位沉积，是否在糖代谢紊乱中发挥作用的研究国内外未见报道。本研究采用DXA对全身和腹部脂肪测量，并应用MRI对下肢骨骼肌肌间脂肪精确定位，发现PCOS患者骨骼肌间脂肪含量较对照组明显增高，这种增高独立于全身脂肪及腹部脂肪，并且与空腹胰岛素以及HOMA-IR之间具有相关性。虽然目前的研究存在一定的缺陷，如为非随机临床对照试验；运用MRI进行脂肪定量较为昂贵且费时，虽然十分精准，但是限制临床大样本研究等，但是目前的临床发现为进一步深入探索PCOS患者体内骨骼肌间脂肪与IR之间“信号对话”的分子机制奠定了方向和依据。

综上所述，本研究结论初步提示即使是BMI在正常范围的PCOS患者，其体内脂肪分布仍与正常对照存在明显差异，尤其是骨骼肌间部位的脂肪异位沉积，在外周IR的发生中可能具有潜在的作用。研究发现需要进一步的大样本人群验证及相关分子机制探讨。