综述:适应性产热在体重反弹期间驱动脂肪追赶:骨骼肌甲状腺功能减退的作用及少肌性肥胖的风险

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders 6.9

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  本文综述了体重反弹时 “脂肪追赶” 现象的机制,指出代谢适应(适应性产热)通过脂肪储存耗竭与产热抑制的反馈循环加速脂肪恢复。重点探讨骨骼肌中 3 型脱碘酶(D3)上调导致的甲状腺功能减退,及其如何通过降低肌肉代谢和功能,增加少肌性肥胖风险。

  

体重反弹中的 “脂肪追赶” 现象与代谢适应机制


在体重反弹场景中,从恶病质康复、追赶生长到肥胖复发,体脂恢复速度常比瘦组织更快,这种 “脂肪追赶” 现象部分源于代谢效率增加,即对大规模体重下降的 “代谢适应” 或 “适应性产热” 在体重反弹时持续作用,加速脂肪储存恢复。

体重下降期间的适应性产热


人类和其他哺乳动物对能量不足的反应包括通过调节产热来保存能量。如 Francis Benedict 的长时间禁食实验显示基础代谢率下降幅度超过体重下降幅度。Ancel Keys 的明尼苏达饥饿实验进一步证实,能量不足时基础代谢率降低,且这种能量保存机制在节食治疗中同样存在。

适应性产热主要通过交感神经系统(SNS)活性降低和下丘脑 - 垂体 - 甲状腺(HPT)轴抑制,导致甲状腺激素循环水平下降介导。动物研究显示棕色脂肪组织产热减少,而人类研究提示骨骼肌产热减少可能与之相关,表现为肌肉工作效率增加,伴随肌球蛋白重链和肌浆 / 内质网 Ca2+-ATP 酶等分子亚型的基因表达增加。

热量限制初期,胰岛素和瘦素分泌迅速下降,触发基础代谢率快速降低,且这种适应性产热的幅度随体重下降持续数月增加,其程度与脂肪量减少相关,而非无脂体重。

体重反弹期间的适应性产热


与动物研究一致,人类研究显示体重反弹期间适应性产热持续存在,加速脂肪恢复。如明尼苏达饥饿实验再分析、生物圈 2 号实验、“超级减肥王” 竞赛研究等均表明,即使体重部分恢复,质量调整后的能量消耗仍低于预期,且脂肪恢复比例高于瘦组织。

这种适应性产热与脂肪储存耗竭存在反馈循环,可分为对能量不足的快速反应系统和对脂肪储存耗竭的缓慢反应系统。后者独立于交感神经和 HPT 轴控制,通过外周组织对神经激素网络的抵抗实现。

骨骼肌甲状腺功能减退的作用


近年证据表明,骨骼肌对神经激素控制产热的抵抗可能通过甲状腺激素局部代谢改变实现,即脱碘酶协调变化导致活性甲状腺激素三碘甲状腺原氨酸(T3)细胞内可用性降低。在大鼠追赶脂肪模型中,尽管神经内分泌网络恢复,骨骼肌中 2 型脱碘酶(D2)表达减少,3 型脱碘酶(D3)表达和活性增加,导致 T3 净生成减少。

骨骼肌代谢和收缩特性改变与临床甲状腺功能减退相似,包括收缩 - 松弛动力学延迟、慢肌纤维比例增加、蛋白质周转率降低等,这些变化通过减少 ATP 利用和增加机械效率,促进能量保存和脂肪追赶。此外,D3 介导的 T3 减少还与骨骼肌胰岛素敏感性降低、线粒体亚群减少等相关。

脂肪追赶与少肌性肥胖风险


从进化角度看,脂肪追赶表型有助于快速恢复脂肪储存,增强生存能力,但代价是骨骼肌功能受损和肥胖倾向增加。D3 诱导的骨骼肌甲状腺功能减退可导致肌肉力量下降、胰岛素抵抗、肌生成和再生受损,以及伴随的 “collateral fattening” 现象,即因瘦体重不足导致的过度进食和脂肪堆积。

体重循环通过反复的脂肪追赶和瘦体重恢复不足,增加少肌性肥胖风险。早期生长扰动后的追赶生长也与骨骼肌功能受损和代谢疾病风险增加相关,可能通过表观遗传机制 “记忆” 早期代谢刺激。

结论与展望


长期以来,外周组织甲状腺激素脱碘作用在能量不足中的作用被忽视。尽管已有研究提示 D3 在骨骼肌和肝脏中的作用,但其在不同细胞群和亚细胞定位的调控机制仍不明确。阐明这些机制可能为增强骨骼肌产热和肌生成提供新治疗靶点,同时避免循环甲状腺激素升高的副作用,对肥胖和少肌性肥胖的管理具有重要意义。

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