随着全球肥胖患病率的持续攀升,肥胖相关性高血压已成为心血管疾病领域的重要公共卫生问题。世界卫生组织将肥胖定义为对健康构成威胁的异常或过量脂肪堆积,而临床数据显示,身体质量指数(BMI)每增加1kg/m²,高血压发病风险可显著上升。传统观点认为肥胖通过血容量增加、心输出量升高引发高血压,但近年研究证实,脂肪组织作为重要的内分泌器官,其分泌的生物活性物质紊乱是两者关联的核心机制。这些生物活性物质包括脂肪因子、脂质衍生物、细胞外囊泡及代谢产物等,通过自分泌、旁分泌及内分泌途径调控血管张力、交感神经活性、炎症反应及肾脏钠代谢,最终促成高血压的发生发展。本文将系统阐述各类脂肪源性生物活性物质的作用机制,为肥胖相关性高血压的防治提供理论依据。
一、脂肪组织的内分泌特性与生物活性物质分类
脂肪组织并非单纯的能量储存器官,而是由成熟脂肪细胞、前脂肪细胞、免疫细胞、内皮细胞及神经纤维构成的复杂内分泌器官。根据功能差异,脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)、棕色脂肪组织(BAT)及米色脂肪组织,其中WAT占人体脂肪总量的绝大多数,是生物活性物质的主要分泌来源。在生理状态下,脂肪组织分泌的生物活性物质维持代谢稳态及心血管功能平衡;而肥胖时,脂肪组织过度增生导致细胞缺氧、炎症浸润及功能紊乱,引发生物活性物质分泌谱失衡,表现为促高血压因子增多、抗高血压因子减少,形成有利于血压升高的微环境。
脂肪组织分泌的生物活性物质可分为四大类:一是脂肪因子,包括瘦素、趋化素、脂联素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)等;二是脂质衍生物,如前列腺素、血栓素等;三是细胞外囊泡,如外泌体;四是代谢产物,如线粒体DNA(mtDNA)、酰化刺激蛋白等。这些物质通过不同信号通路交叉调控,共同参与肥胖相关性高血压的病理过程。
二、关键脂肪因子的作用机制
(一)瘦素:交感神经激活的核心介导因子
瘦素主要由白色脂肪细胞合成,其分泌量与脂肪储量呈正相关,是连接能量代谢与血压调节的关键分子。生理状态下,瘦素通过下丘脑弓状核(ARC)的前阿片黑素皮质素(POMC)神经元调控食欲及能量消耗,同时通过刺激一氧化氮(NO)生成诱导血管舒张,维持血压稳定。但肥胖时出现的选择性瘦素抵抗,使其食欲抑制作用减弱,而交感神经兴奋效应持续增强,成为高血压的重要驱动力。
瘦素升高血压的机制主要体现在三个层面:其一,中枢调控通路激活。瘦素与下丘脑弓状核POMC神经元上的瘦素受体结合,促进α-促黑素(α-MSH)释放,进而激活室旁核交感前神经元的黑素皮质素受体4(MC4R),启动POMC-MC4R通路,导致交感神经活性增强,血管收缩及心输出量增加。该效应依赖血管紧张素Ⅱ1a受体(AT1AR)的调控,AT1AR通过抑制神经肽Y(NPY)对POMC神经元的抑制作用,成为瘦素交感兴奋效应的“守门人”,而血管紧张素受体拮抗剂(ARBs)可阻断这一通路,发挥降压作用。其二,外周效应增强。瘦素通过颈动脉体中的瘦素受体长异构体,激活瞬时受体电位离子通道蛋白7(TRPM7),增强化学感受器信号传入,进一步升高交感神经活性,而抑制TRPM7表达可显著降低血压。此外,瘦素还能激活肾脏交感神经,促进醛固酮分泌及钠水重吸收,增加血容量。其三,炎症反应放大。瘦素通过Janus激酶(JAK)/信号转导子和转录激活子(STAT)通路诱导细胞因子信号抑制因子3表达,促进TNF-α生成及核因子-κB(NF-κB)活化,加剧血管炎症及内皮功能损伤。
(二)趋化素:血管重塑与交感兴奋的双重调控者
趋化素是一种多功能脂肪因子,其表达水平在肥胖及高血压患者中显著升高,且与左心室肥厚、动脉粥样硬化程度呈正相关。趋化素通过三种受体发挥作用,其中趋化素受体1(CMKLR1)是调控血压的主要受体,而G蛋白耦联受体1(GPR1)功能局限于信号抑制,CC基序趋化素受体2(CCRL2)仅作为伴侣蛋白聚集趋化素。
趋化素升高血压的机制包括:第一,血管收缩与重塑。趋化素与CMKLR1结合后,可增加血管平滑肌细胞活性氧含量,降低NO生物利用度,同时通过介导内皮素-1生成及细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2激活,引发血管收缩。此外,其还能通过蛋白激酶B(PKB)氧化依赖性磷酸化,促进平滑肌细胞增殖迁移,导致血管壁增厚、顺应性下降,进而升高血压。第二,交感神经激活。趋化素的活性片段趋化素-9可与肾上腺受体结合,促进儿茶酚胺合成,同时通过上调Rho关联卷曲螺旋蛋白激酶2(ROCK2)/肌球蛋白磷酸酶靶向亚基1(MYPT1)通路,增强交感神经活性。在自发性高血压大鼠(SHR)模型中,室旁核CMKLR1表达上调,而脑室内注射CMKLR1小干扰RNA可降低血压,证实中枢CMKLR1通过介导星形胶质细胞钙内流及谷氨酸释放,参与交感兴奋调控。第三,肠道微生物群介导的间接效应。研究表明趋化素可能通过调节肠道微生物群组成,间接影响交感神经活性,形成血压调控的肠-神经轴通路。
(三)抗炎脂肪因子:保护性作用的失衡
脂联素是典型的抗炎症脂肪因子,主要由白色脂肪细胞分泌,具有改善胰岛素抵抗、抑制血管炎症及舒张血管的作用。其通过激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)通路修复受损血管内皮细胞,抑制动脉粥样硬化斑块形成,临床数据显示高脂联素水平可使冠心病风险下降41%。但肥胖时脂联素分泌显著减少,其血管保护作用减弱,无法拮抗促炎因子的损伤效应,加剧血压升高。
此外,肥胖脂肪组织中IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)、IL-10等抗炎因子表达虽有增加,但仅能部分限制前炎症因子活性,无法逆转整体炎症状态,导致血管内皮功能持续受损,促进高血压进展。
(四)促炎细胞因子:炎症微环境的构建者
肥胖本质是一种低度慢性炎症状态,脂肪组织中巨噬细胞浸润增多,激活后分泌大量促炎细胞因子,其中TNF-α和IL-6是核心分子。TNF-α通过抑制胰岛素信号传导引发胰岛素抵抗,同时下调过氧化物酶体增殖活化受体-γ(PPAR-γ)表达,改变脂肪因子分泌谱,增加纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)水平,促进血管血栓形成及收缩。IL-6约1/3来源于脂肪组织,内脏脂肪IL-6表达量为皮下脂肪的2-3倍,其通过激活肝脏急性期反应、促进血管平滑肌细胞增殖,加剧血管重构及血压升高。此外,巨噬细胞趋化因子-1(MCP-1)可吸引单核细胞聚集于血管壁,诱发内膜增生及动脉粥样硬化,进一步恶化血管功能。
三、其他生物活性物质的调控机制
(一)脂肪源性外泌体:内皮功能损伤的新型媒介
外泌体作为细胞外囊泡的重要亚型,可携带蛋白质、核酸等生物分子,在细胞间通讯中发挥作用,近年被证实是肥胖相关性高血压的新型调控因子。高脂饮食诱导的肥胖小鼠中,脂肪组织分泌的外泌体可进入血液循环,靶向血管内皮细胞,通过抑制瞬时受体电位香草酸亚型4(TRPV4)/钙离子通路,损伤内皮依赖性血管舒张功能。
具体机制表现为:外泌体通过促进动脉内皮屏障通透性增加,破坏黏附连接蛋白表达,加剧血管炎症反应,同时抑制TRPV4通道活性,减少肌内皮投影处钙离子内流,削弱血管舒张能力,最终升高血压。临床研究发现,腹部肥胖患者动脉内皮TRPV4通道活性显著受损,证实外泌体介导的TRPV4通路抑制是肥胖性高血压的重要病理环节。
(二)线粒体DNA(mtDNA):中枢炎症的触发因子
肥胖时脂肪组织细胞缺氧坏死,导致线粒体破裂释放mtDNA,进入脑脊液及血液循环的mtDNA可作为损伤相关分子模式,激活中枢炎症反应,介导高血压发生。研究表明,高脂饮食喂养小鼠的脑脊液及下丘脑mtDNA水平显著升高,而中枢注射mtDNA可通过激活转化生长因子-β(TGFβ)通路,诱导血压升高。
其机制为:mtDNA与下丘脑POMC神经元上的TGFβ受体结合,激活Smad2及ERK磷酸化,引发中枢炎症,同时增强交感神经活性;而敲除POMC神经元中的TGFβ受体或使用TGFβ受体拮抗剂,可阻断mtDNA的升压效应,甚至逆转肥胖诱导的高血压,提示中枢TGFβ通路是mtDNA调控血压的关键靶点。
(三)肾素-血管紧张素系统(RAAS)相关因子
脂肪组织可局部激活RAAS,分泌血管紧张素原及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ),参与血压调控。血管周围脂肪中骨形态发生蛋白4(BMP4)缺失时,高脂饮食诱导的高血压会进一步加重,其机制与NO释放减少、活性氧生成增加有关,导致血管收缩及内皮功能紊乱。此外,AngⅡ通过AT1AR增强瘦素的交感兴奋效应,形成AngⅡ-瘦素协同升压通路,而ARBs可通过阻断这一通路,发挥协同降压作用。
四、机制间的协同作用与临床启示
肥胖相关性高血压的发生并非单一生物活性物质作用的结果,而是多种因子及通路交叉调控的结果。例如,瘦素与AngⅡ通过中枢通路协同激活交感神经,趋化素与促炎因子共同促进血管重塑,外泌体与mtDNA分别从外周和中枢层面损伤血管功能,形成复杂的调控网络。这种协同作用导致肥胖患者血压难以控制,且易出现靶器官损伤。
基于上述机制,临床防治可针对性采取干预措施:一是靶向脂肪因子通路,如开发CMKLR1拮抗剂、TRPM7抑制剂,或通过药物升高脂联素水平;二是阻断中枢炎症通路,如TGFβ受体拮抗剂可能成为新型降压药物;三是调节脂肪组织功能,如激活棕色脂肪组织、促进米色脂肪细胞转化,改善脂肪因子分泌谱;四是生活方式干预,通过减重减少脂肪组织总量,恢复生物活性物质分泌平衡。此外,bariatric手术及新型减重药物如司美格鲁肽,可通过减轻肥胖改善血压,其机制可能与修复脂肪组织内分泌功能有关。
五、总结与展望
脂肪组织分泌的生物活性物质通过调控交感神经活性、血管张力、炎症反应及肾脏钠代谢,在肥胖相关性高血压中发挥核心作用。瘦素、趋化素等促高血压因子分泌增加,脂联素等保护性因子减少,配合外泌体、mtDNA等新型调控分子的作用,共同推动血压升高及靶器官损伤。未来研究需进一步阐明各类生物活性物质间的相互作用机制,挖掘关键调控靶点,开发针对性药物,同时优化减重策略,实现肥胖与高血压的协同防治,降低心血管疾病风险。
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