脂肪代谢:脂质和激素调节的作用

阿列克谢·克里文科, 医学审稿人、最后更新时间:04.07.2025
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脂肪代谢是一个复杂的生理过程,在这个过程中,脂肪被摄入、消化、吸收、通过血液运输、储存,并在需要时再次利用。脂质不仅包括我们熟知的“皮下脂肪”,还包括甘油三酯、磷脂、胆固醇和游离脂肪酸。它们参与能量产生、细胞膜的构建、神经系统和内分泌系统的功能,以及炎症和免疫反应的调节。[1]

体内存在几种主要的脂质类别。甘油三酯是主要的“能量储存库”,磷脂构成所有细胞膜的框架,胆固醇是合成类固醇激素和胆汁酸所必需的,游离脂肪酸则作为中间燃料。不同脂质的比例及其适当的代谢决定了血管弹性、大脑功能、细胞对激素信号的反应能力以及抗压能力。[2]

脂肪组织并非“被动的脂肪囊”,而是一个重要的内分泌器官。它分为“结构性”脂肪和“储存性”脂肪。结构性脂肪嵌入细胞膜和重要器官中,而储存性脂肪则积聚在皮下组织和内脏器官周围。即使在热量不足的情况下,人体也需要结构性脂肪,而储存性脂肪则会根据饮食和体力活动而增加或减少。[3]

脂肪代谢是一个高度动态的过程:脂肪分子不断被分解和重新合成,脂肪组织分泌类似激素的物质,称为脂肪因子。瘦素、脂联素和其他信号分子会影响食欲、胰岛素敏感性、炎症和血压。因此,脂质代谢紊乱不仅影响体型,还会影响心脏、血管、肝脏和大脑的功能。[4]

重要的是要明白,脂肪并非“默认的敌人”。真正危险的并非脂肪本身,而是脂肪的过量、不足或质量失衡。脂肪摄入过少会导致脂溶性维生素缺乏和激素失衡,而饱和脂肪和反式脂肪摄入过量,尤其是在缺乏体力活动的情况下,会增加动脉粥样硬化、糖尿病和脂肪肝的风险。[5]

表1. 主要脂质类型及其功能

脂质类型 它位于哪里? 主要功能
甘油三酯 脂肪组织、血液 能量储备、抵御寒冷、器官机械保护
磷脂 所有细胞的膜 膜结构、参与信号传导和物质运输
胆固醇 膜、血液、胆汁 激素和胆汁酸的合成,膜稳定性
游离脂肪酸 血液,细胞 能量来源,参与复杂脂质的合成

膳食脂肪如何转化为能量和建筑材料

脂肪代谢始于胃肠道内脂肪的消化。脂肪在口腔中几乎不会被分解,而是在胃中,胃脂肪酶开始对其发挥作用。主要阶段发生在小肠,肝脏分泌的胆汁和胰酶进入小肠。由于脂肪不溶于水,身体必须先将大的脂肪滴“分解”成小的脂肪滴,以便酶能够接触到它们。[6]

胆汁酸作为天然表面活性剂发挥作用:它们能乳化脂肪,将大液滴转化为许多小液滴。这显著增加了脂肪与胰脂肪酶的接触面积,胰脂肪酶可将甘油三酯分解为甘油单酯和游离脂肪酸。这些产物与胆汁盐和胆固醇一起形成胶束——一种适合肠道细胞吸收的微小聚集体。[7]

在小肠肠细胞内,分解产物被重新组装成甘油三酯,并被包裹在称为乳糜微粒的特殊颗粒中。乳糜微粒是大型脂蛋白,其外壳由磷脂和蛋白质构成,可保护其免受水的直接接触。一些短链脂肪酸可以直接被门静脉吸收,但大部分脂肪首先进入淋巴系统,然后进入血液循环。[8]

吸收后,各种脂蛋白开始发挥作用。乳糜微粒将膳食脂肪从肠道输送到组织;极低密度脂蛋白携带肝脏合成的甘油三酯;低密度脂蛋白富含胆固醇,与动脉粥样硬化斑块的形成有关;高密度脂蛋白则帮助将过量的胆固醇从组织运回肝脏。这些颗粒的组成和数量紊乱是许多与脂质代谢相关的疾病的根本原因。[9]

如果脂肪消化或吸收的某个阶段受损,脂肪就难以消化,部分脂肪会随粪便排出。这种情况常见于胆汁、胰酶缺乏以及小肠炎症性疾病。临床上,这可能表现为脂肪泻、粪便呈光泽状、脂溶性维生素缺乏以及体重减轻。出现这些症状需要就医检查,切勿自行用药。[10]

表2. 脂肪消化吸收的主要阶段

阶段 它发生在什么地方? 发生了什么事
乳化 十二指肠 胆汁将脂肪滴分解成更小的颗粒。
酶促裂解 小肠 胰脂肪酶将甘油三酯分解为脂肪酸和甘油单酯。
胶束形成 小肠腔 脂肪酸、单甘油酯、胆汁酸和胆固醇结合形成胶束。
小肠肠细胞 胶束将其内容物“释放”给肠道细胞。
脂蛋白的形成 肠细胞和淋巴系统 乳糜微粒的聚集及其释放到淋巴和血液中

细胞内脂肪代谢和激素调节

脂肪一旦到达组织,其储存和利用之间的平衡就变得至关重要。在脂肪细胞中,甘油三酯形成储备,可在能量不足时迅速动员。在脂肪分解过程中,激素依赖性脂肪酶将甘油三酯分解为甘油和游离脂肪酸,后者随后在细胞线粒体中氧化生成三磷酸腺苷(ATP)。这一过程与碳水化合物代谢密切相关,因为葡萄糖分解产物可以转化为脂肪,反之亦然。[11]

如果碳水化合物不足,一些脂肪酸会转化为酮体——一种可以为大脑和肌肉提供能量的特殊分子。长时间不进食或减少饮食中的碳水化合物会导致酮体生理性升高,但酮体生成过多会导致酸中毒。糖尿病酮症酸中毒尤其危险,因为酮体和葡萄糖同时升高,而胰岛素缺乏会阻止细胞利用这两种能量来源。[12]

胰岛素是脂质代谢的核心激素。它能促进细胞对葡萄糖的摄取,刺激过量碳水化合物转化为脂肪,并抑制脂肪分解。胰岛素抵抗会降低脂肪组织对胰岛素信号的反应,导致脂肪分解增加,血液中游离脂肪酸浓度升高。这会导致脂肪肝、血脂异常和组织对胰岛素敏感性降低,从而形成代谢紊乱的恶性循环。[13]

其他激素也会影响脂肪代谢。胰高血糖素和肾上腺素刺激脂肪分解,帮助身体在压力或饥饿时快速调动能量。糖皮质激素和甲状腺激素改变脂质合成和分解的速率,而性激素则部分解释了男性和女性脂肪分布的差异。作为回应,脂肪组织会分泌瘦素、脂联素和其他信号分子,这些分子调节食欲、炎症和组织对胰岛素的敏感性。[14]

最后,年龄、遗传和整体健康状况都会影响脂肪代谢。酶或转运蛋白的遗传缺陷会导致罕见但严重的脂质贮积症,脂肪会沉积在肝脏、神经系统和其他器官中。即使没有明显的遗传异常,酶表达、激素受体和细胞膜组成的个体差异也会使不同个体对相同饮食和生活方式的反应截然不同。[15]

表3. 激素及其对脂肪代谢的影响

激素 主要来源 对脂肪代谢的影响
胰岛素 胰腺 促进脂肪合成和储存,抑制脂肪分解
胰高血糖素 胰腺 促进脂肪分解和脂肪酸释放
肾上腺素 肾上腺 压力和应激状态下的快速脂肪动员
糖皮质激素 肾上腺 它们会改变脂肪重新分布,增加葡萄糖,并可能导致内脏肥胖。
瘦素、脂联素 脂肪组织 调节食欲、胰岛素敏感性和炎症水平

脂肪代谢紊乱:从血脂异常到脂肪肝

最常见的脂代谢紊乱是血脂异常,即血液中脂质失衡。最常见的表现是低密度脂蛋白升高、甘油三酯升高和高密度脂蛋白降低。这种组合会加速动脉粥样硬化斑块的形成,并增加冠心病、中风和其他心血管事件的风险。目前的指南强调,降低低密度脂蛋白是降低并发症风险的关键方法之一。[16]

高甘油三酯血症是另一个独立的问题。高甘油三酯水平可能是遗传性的,也可能是肥胖、糖尿病、酗酒和某些药物引起的。极高的甘油三酯水平会增加急性胰腺炎的风险,而中度升高则与代谢综合征和心血管风险增加密切相关。权威专业学会建议,对于持续性甘油三酯升高的患者,应结合生活方式改变和药物治疗。[17]

脂肪肝疾病与肝细胞内脂肪的积累有关。目前常用的术语是代谢相关性脂肪肝,而伴有炎症和纤维化的更严重形式则称为代谢相关性脂肪性肝炎。这些疾病在肥胖、糖尿病和血脂异常患者中非常常见,并可能进展为肝硬化和肝癌。减重5-10%、调整饮食和规律运动都能显著改善肝脏健康,近年来也出现了新的药物治疗方法。[18]

儿童脂代谢紊乱也日益常见,尤其是在超重儿童中。研究表明,儿童血脂异常往往会持续到成年,并增加早期心血管疾病的风险。评估儿童血脂时,需要使用与成人不同的、针对特定年龄和性别的参考范围。如果家族中有心脏病或中风史,或者儿童严重肥胖或患有糖尿病,筛查就显得尤为重要。[19]

还有一些罕见的遗传性脂质代谢紊乱,其中单个酶的缺陷会导致脂肪在特定器官中积聚。例如鞘脂贮积症和其他脂质沉积症,其临床表现为肝脾肿大、神经系统症状和进行性恶化。这些疾病需要在具有遗传代谢病治疗经验的中心进行专门的诊断和治疗。[20]

表4. 脂肪代谢主要紊乱及其后果

违反 发生了什么事 可能产生的后果
血脂异常 低密度脂蛋白和甘油三酯升高,高密度脂蛋白降低 动脉粥样硬化、心肌梗死、中风
高甘油三酯血症 甘油三酯显著增加 急性胰腺炎,心血管风险增加
脂肪肝 肝细胞内脂肪堆积 脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌
代谢综合征 腹型肥胖、高血压、血糖和血脂异常的组合 心血管和内分泌疾病风险高
遗传性脂质沉积症 酶或转运蛋白的缺陷 对肝脏、神经系统、骨骼和其他器官的损害

健康脂肪代谢的饮食和生活方式

现代膳食指南强调的不是完全限制脂肪的摄入,而是脂肪的质量以及膳食的整体结构。通常建议成年人每日摄入的热量中,脂肪应占总热量的四分之一到三分之一,饱和脂肪的摄入量应尽可能少。大量研究和荟萃分析表明,用不饱和脂肪,尤其是多不饱和脂肪,代替饱和脂肪,可以降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL)水平,并降低心血管事件的风险。[21]

健康的脂肪来源包括富含脂肪的鱼类、坚果、种子、牛油果和冷榨植物油。它们富含单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸,包括ω-3脂肪酸,这些脂肪酸对血管、心率和甘油三酯水平有益。在饮食中适量地经常食用这类食物与心血管疾病发病率降低和总体死亡率降低有关。[22]

相反,来自肥红肉、香肠、烘焙食品和油炸食品的过量饱和脂肪,以及来自超加工食品的反式脂肪,都会恶化血脂异常,增加动脉粥样硬化的风险。精制碳水化合物也扮演着重要角色:过量的甜食、白面包和含糖饮料会增加甘油三酯水平,导致体重增加,并可能引发脂肪肝。因此,评估饮食时,重要的是要从整体上考虑,而不仅仅是脂肪的百分比。[23]

体育锻炼是预防脂代谢紊乱的第二个关键支柱。规律的中等强度有氧运动和力量训练可以提高胰岛素敏感性,增加高密度脂蛋白水平,降低甘油三酯,并有助于控制体重。预防心血管疾病的建议指出,成年人每周至少应进行 150 分钟的中等强度运动或 75 分钟的高强度运动,并每周进行几次力量训练。[24]

即使是适度的体重减轻也能显著改善脂肪代谢。对于肥胖个体而言,减掉5-10%的体重通常可以降低甘油三酯水平,提高高密度脂蛋白水平,并减少脂肪肝的发生。这通常是通过饮食调整、增加运动量,以及在某些情况下,如果保守治疗无效且并发症风险较高,则需要药物治疗或手术来实现的。[25]

表5. 脂肪来源:应该多吃哪些,少吃哪些

产品组 示例 建议
健康脂肪来源 富含脂肪的鱼类、坚果、种子、橄榄油和其他植物油 定期适量摄入
少量呈中性 低脂乳制品、去皮禽肉、鸡蛋 可以作为均衡饮食的一部分
过量则不可取 肥红肉、香肠、黄油、奶油 限制用药,尤其是在血脂升高的情况下。
经常食用有危险 快餐、工业化生产的烘焙食品、含有部分氢化脂肪的产品 尽可能避免使用或极少使用。

脂代谢紊乱的诊断以及何时就医

评估脂质代谢的主要工具是血脂分析。标准检测项目包括总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯,以及通常所说的非高密度脂蛋白胆固醇。这些指标有助于评估动脉粥样硬化的风险,并确定预防或治疗策略。通常建议成年人定期检查血脂,尤其是有高血压、超重、吸烟、糖尿病或早发性心血管事件家族史等危险因素的人群。[26]

血脂目标值取决于整体心血管风险。对于没有明显危险因素的人群,采用相对宽松的阈值;而对于有心脏病、中风或糖尿病病史的人群,目标值则更为严格。欧洲和北美指南一致认为,将低密度脂蛋白水平降低至较低水平可显著降低并发症风险,因此,不仅要考虑绝对值,还要考虑与治疗和生活方式改变相关的动态变化。[27]

如果怀疑患有脂肪肝,不仅要检测血脂,还要检测肝酶、进行肝脏超声检查,必要时还要进行更复杂的影像学检查或活检。碳水化合物代谢参数——葡萄糖和糖化血红蛋白——也发挥着重要作用,因为脂质和碳水化合物代谢紊乱常常同时出现。近年来,一些非侵入性评分和指标的出现,通过结合实验室和临床数据,有助于评估脂肪肝疾病进展的风险。[28]

儿童血脂筛查有其特定的方法。各国的标准和时间安排略有不同,但总体趋势是建议高危儿童(家族性高胆固醇血症、有亲属早期心脏病史、肥胖和糖尿病)更早、更频繁地接受筛查。使用针对不同年龄和性别的表格来解读检测结果,并根据生长发育情况和是否存在其他危险因素来制定治疗方案。[29]

医生的诊治可能不仅取决于检查结果,还可能由一些间接症状引起,例如:持续性高血压、体重超标、运动耐力下降、活动后胸痛,以及家族中年轻时发生过心脏病或中风的病史。医生会评估您的整体风险,必要时会安排其他检查,并制定调整饮食、运动以及(如有必要)药物治疗的方案。不应只解读个别数值而不考虑整体情况:脂肪代谢是一个复杂的系统,治疗策略应个体化。[30]

表6. 疑似脂代谢紊乱的基本检查

考试 它显示了什么? 何时应用?
血脂谱 总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、甘油三酯 基本筛查和治疗监测
血液生化指标 肝酶、葡萄糖、糖化血红蛋白 肝功能和碳水化合物代谢评估
肝脏超声检查 脂肪浸润的存在及其严重程度 疑似脂肪肝
心血管风险计算 未来几年发生心脏病或中风的可能性 有助于确定血脂目标值和治疗需求。
基因检测和特殊检测 遗传性脂质代谢紊乱 如果是早期严重疾病或家族性疾病