临床医学论文-内分泌调控青春期前的身体组成

临床医学-内分泌调控青春期前的身体组成 青春期前的身体组成决定人体的生长发育,它已成为医学界关注的热点。 1 儿童期及青春期身体组成 身体组成的调查需用合理的可重复的定量程序在随机的健康队列中进行。正确计算有统计学意义的体内脂肪量(FM)是决定性的区别为瘦、正常、超重或肥胖。定量非脂肪量(FFM)可证实相对或绝对的肌肉量及骨量。有效的测定皮下及内脏脂肪对阐明低生长抑素血症、胰岛素抵抗、血脂异常、肥胖及心血管病的发病率是重要的。 新生男婴的FFM较女婴多6.5%,这种性别差异反映男婴儿体内FM较女婴儿少及男婴儿出生时体重较高。比较3.5岁时儿童的FM(kg),女孩积聚脂肪较男孩快。10岁女孩脂肪与同龄男孩约多2kg,青春期女孩平均每年脂肪增加1.14kg,而男孩FM维持在一相对固定值。因而,青春期男孩的脂肪与体重的百分比下降。 水、蛋白质及矿物质的自然增长,在婴儿、儿童及青春期FFM(水、蛋白质及矿物质)有显著不同。出生时体内水(TBW)与FFM的百分比(TBW/FFM)超过80%,出生1年后此值减少1%。在儿童早期的男孩TBW/FFM降至77%,女孩为78%。10岁时两性TBW/FFM均为76%,在10.5,12.5岁时,女孩平均TBW/FFM值较男孩低,这种性别差异的减少到男孩开始(女孩完全)进入青春期。出生时蛋白质占FFM的15%,7%,至青春期约占20%。 矿物质主要为骨盐(82%),在婴儿及儿童早期,矿物质成分稳定,在儿童中期及青春早期矿物质不成比例的增加(超过蛋白质及水),男孩的骨矿密度(BMD)高于女孩。 2 体内成分的测定 身体组成是一渐进过程,且显著地在子宫内、婴儿期、儿童期、青春期及成 人期完成的,定量体内组分可根据体重指数(BMI)、皮脂厚度、腰围、总体容量、生物电阻抗、双能X线吸收(DEXA)及/或化学指标如TBW、钙、钾、氮等。 3 性激素及生长激素(GH)的相互作用 正常生长及性成熟是协同GH、性激素及脂肪系统渐进发展的,在下丘脑中有一个在不同时间向体内发出内分泌、代谢、脏腑等的信号,来调控垂体及外周靶组织,促生长肽及性激素的相互影响对体内组成及性成熟是重要的。青春期的及时发生发展需要GH/胰岛素样生长因子-1/(IGF-l)/性激素的相互协调。 雄激素、雌激素、GH及IGF-l对骨的作用在青春期或其后长期缺少性激素可减少骨皮质峰值,伴随成年期发生骨量减少、骨质疏松及骨折、横断面流行病学显示总的及非生物活性(非性激素结合蛋白)的雌二醇(E,)浓度预测骨量较生物活性的睾酮(T)浓度更准确,4个纵向调查数据证实应用雌激素浓度与骨量有重要关联。T、IGF-l及瘦素浓度与TBW也相关。异源性遗传因素决定健康个体的骨量是重要的。此外,种族可能影响BMD 6%,12%。雄激素受体表达在人成骨细胞及成熟的骨细胞、骨矿量减少可见于对雄激素完全不敏感(46xy)的人(睾丸女性化),是由于同源的受体活性不成熟。 超生理量的芳香族及芳香族雄激素刺激成骨细胞增生,拮抗破骨细胞对甲状旁腺素(PTH)的作用,并提升骨生长指标。根据联合应用调节剂量的促性腺激素释放激素拮抗物、T及安慰剂或芳香族酶抑制剂研究结果,表明在性激素耗竭时,经皮供应T或E2可减少骨重吸引,增加骨形成指标及刺激骨钙素产生,骨钙素是一种破骨细胞形成的强抑制剂。雌激素抑制破骨细胞进程,促进骨骺成熟,刺激终骨板及小梁骨形成,加强骨矿化及增加骨强度,选择性雌激素受体调节剂(雷洛昔芬)促进总骨矿量、雌激素亦刺激肠钙吸收及骨钙潴留,这一过程有助骨矿化。雌激素使所有成骨细胞系统增生及分化,促进其他激素(PTH、GH、IGF-l及前列腺素)的同化作用,限制骨细胞凋亡,抑制破骨细胞重吸收。 身高、体重及遗传是流行病学上骨矿含量的决定因素,然而身高体重反映多种复合的遗传、环境及促激素的相互作用,骨钙及镁最大生长速率在11,14岁女孩及16,18岁男孩,换言之,总IGF-l而不是性激素浓度达到峰值要迟1.5,2年,在年青女人99%的最高BMD及99%总骨矿量分别在(22?2.1)岁及(26?3.7)岁。 4 多种内分泌信号调控 性激素、GH、IGF-l、皮质醇、甲状腺素(T,)及其他激素对骨的协同作用是通过局部效应器分子如IGF-l/IGF BP、细胞因子、前列腺素及骨保护素(osteoprotegerin),这些因素直接调控骨生长(增加骨量)、重塑及矿化,性腺异常者TBW在30岁时减少,40岁时骨折危险明显增加,临床干预是联合应用生理量的雌激素、雄激素及超生理量的GH,以期加速骨生长。 5 脂肪沉积及性激素 性激素、GH、胰岛素、糖皮质激素及β,肾上腺能拮抗剂是脂肪细胞的主要决定因素。一种推论是局部脂肪受控于性激素代谢酶、生长因子及同源受体;例如雌激素受体主要位于乳腺及臀、大腿,而雄激素受体则多在腹腔内(大网膜),在靶细胞水平,GH、β,肾上腺能拮抗物及T导致内脏脂肪溶解较皮下脂肪多。而胰岛素及皮质醇刺激脂肪含成。肥胖与GH/IGF-l GH快速地(几分钟)增加脂肪溶解及短期(数日,数月)减少儿童及成人脂肪积聚,对年青及绝经后妇女供应雌激素可减少GH对整体脂肪的溶解作用。提示雌激素导致脂肪组织对GH有部分抵抗,有一分析认为雌激素在离体降调节信号是由于细胞表达负反馈信号及抑制细胞因子信号。 GH引致脂肪快速丧失是由于刺激脂溶解及相应的拮抗。在青春期及成人补充GH初始(几天,几周)增加胰岛素及瘦素浓度。其后(数月,数年)则抑制其浓度。胰岛素及瘦素水平的延迟减少与外源性所致的逐渐减少的内脏脂肪及整体脂肪沉积相平行。 6 成熟的脂肪细胞表达GH受体 临床研究揭示联合补充重组人IGF-l(rhIGF-l)及GH不能进一步减少脂肪组织。此外,长期以rhIGF-l治疗GH受体不足儿童,减少腹内脂肪仅见于开始6个月内,似乎可能的解释是短期脂肪减少反映IGF-l作用于少数成熟脂肪细胞及/或已知的外源性IGF-l抑制内源性胰岛素分泌的能力。肥胖时的低GH浓度是由于分泌减少及清除率增加,特别是肥胖抑制GH分泌高峰,妨碍促激素的刺激作 用,扩大GH分布容量,肥胖时GH分泌减少85%。肥胖者的高胰岛素血症促进骨生长或减少GH分泌的确切机制不明。后者游离IGF-l及胰岛素浓度相反地与GH输出相关。正糖高胰岛素钳夹试验观察到空腹胰岛素浓度不能抑制健康年青男人的GH分泌。这一结果不能除外推论的见解:(1)胰岛素可加强IGF-l反馈机制;(2)长期的高胰岛素血症可抑制GH分泌。 7 性激素及GH/IGF-l调控肌肉 仅有少数在婴儿、儿童及青春期的性激素及GH/IGF-l对肌肉及其功能的调控。另有一分析显示对青春期前男孩短期补充T增强蛋白质分解18%,减少氨基酸合成49%,净刺激蛋白质合成35%,实验室研究显示雄激素促进?A型肌纤维肥大及保护不活动引起的肌萎缩。生理量的T刺激瘦组织增长,增加肌肉量,加速蛋白质合成,延缓蛋白质分解,增加肌力度,对正常性功能的年青人,药理剂量的雄激素可促进等比例的力量或最大氧吸收。内源性雄激素对青春期女孩的同化作用也是需要的。雄激素及肌负荷刺激肌纤维蛋白合成。成肌细胞增生及肌细胞肥大。T的同化及促生长作用和肌收缩部分是通过IGF-l引起及抑制IGFBP-4基因表达所致。由T及其他因素使肌肉间IGF-l积聚,促进来自卫星细胞的成肌细胞增生及刺激肌细胞肥大。直接灌注IGF-l基因到开始衰老的骨骼肌可运送重组IGF-l基因到生长中的平滑肌。 T引致骨骼肌肌他汀(myorstatin)基因的表达、肌基质是-26kDa糖蛋白。它拮抗肌细胞凋亡、肌基质基因突变,导致转基因鼠及比利时母牛肌显著肥大。肌肉不负荷及分解代谢综合征亦刺激骨骼肌myostatin基因表达。 同化作用发生于氨基酸结合蛋白质的速率超过氧化代谢时,蛋白质净增正相决定于氨基酸有效性、肌负荷及促肌GH、IGF-l及T。蛋白质丧失决定于氨基酸减少,老龄及系统性炎性疾病、雄激素、GH及高血浆浓度的IGF-l刺激蛋白质合成及/或减缓蛋白质分解。有报告运动促进肌纤维蛋白生物合成,部分是由于促进现存的mRNA翻译。一种含蓄的论点是T、GH及IGF-l协同促进同化作用。这一概念是在人青春期生理学尚未确定,特别是确切的细胞及分子机制与被公认的激素协同作用尚未被解释。