OCN2024丨于珮教授：代谢综合征引起肾脏损伤的机制与管理策略

 编者按 

代谢综合征（MetS）是一种以腹型肥胖、血糖异常、血脂异常和高血压等代谢异常的聚集为特征的临床综合征，与慢性肾脏病（CKD）的发生、发展和不良预后有关。MetS患病率高，CKD患病率持续升高，MetS与CKD发病或进展有关，也与CKD患者更差的肾脏或心血管结局有关。在2024年9月6-8日由上海市医学会、上海市医学会肾脏病专科分会主办的“第十四届东方肾脏病学会议暨2024长三角肾脏病专科发展论坛（OCN2024）”上，天津医科大学朱宪彝纪念医院、天津医科大学第二医院于珮教授探讨了MetS引起肾脏损伤的病理表现与机制，并分享了MetS相关CKD的综合管理策略。

代谢综合征引起肾损伤的病理表现

国际糖尿病联盟（IDF）诊断标准中将腹型肥胖作为诊断MetS的必要条件，以腹型肥胖为核心的多重机制通过不同细胞氧化应激、慢性炎症等作用相互影响，以肾脏血流动力学变化、全身脂毒性、胰岛素抵抗等多重病理生理机制共同引起多种肾脏病理改变和心血管疾病（图1）。

图1. MetS引起肾损伤的病理表现与机制

MetS可引起的肾脏病理特征包括：肾小球肥大、足细胞病变、系膜细胞和基质增生、肾小球基底膜增厚、全肾小球性硬化、节段性硬化、肾小管萎缩、间质纤维化以及肾脏血管损伤（动脉粥样硬化和玻璃样变）（图2）。

图2. MetS引起的典型肾脏病理改变

肥胖患者肾脏损伤包括3种情况：肥胖所致肾损伤、肥胖相关性肾损伤和非肥胖相关性肾损伤（图3）。

图3. 肥胖相关肾小球疾病（ORG）的病理改变

体重增加时，肾小球直径增大，足细胞必须扩大其突起以覆盖扩大的区域。这种扩张可导致足细胞脱离，进而导致蛋白质选择性的流失以及剥脱区形成，从而形成恶性循环引发基质沉积和更多的足细胞损伤（图4）。

图4. 足细胞损伤与丢失

此外，MetS患者肾脏病理改变还包括肾小管萎缩、间质纤维化和肾小球硬化。肾小管间质纤维化加剧，肾脏微血管重构（图5）。

图5. 肾小管间质纤维化加剧，肾脏微血管重构

代谢综合征导致肾损伤的机制

01

氧化应激与慢性炎症状态

代谢异常和氧化应激/炎症互为因果，形成恶性循环（图6）。MetS患者的游离脂肪酸（FFA）升高、胰岛素抵抗、血管紧张素II（Ang II）和盐皮质激素受体（MR）过度激活，均能导致细胞内活性氧簇（ROS）蓄积，造成细胞DNA损伤、脂质过氧化和蛋白质氧化，从而加剧炎症反应和细胞凋亡。同时，脂肪细胞肥大导致其持续缺氧，脂肪因子生成失调，细胞因子分泌后募集免疫细胞；免疫细胞同样因缺氧激活缺氧诱导因子-1α通路，与高血糖共同诱导免疫细胞向促炎表型分化，并促进血管内皮生长因子分泌，进一步引起微血管重构。这种持续炎症会降低细胞的胰岛素敏感性，导致高血糖，形成恶性循环，加剧代谢功能恶化和肾脏损害（图6）。

图6. 代谢异常与氧化应激、炎症和血管损伤的机制

02

肾脏血流动力学改变

肾脏血流动力学改变表现为入球小动脉血管舒张和出球小动脉血管收缩（图7）。

图7. 肾脏血流动力学改变

高血压与肾脏血流动力学紧密相关。未控制的高血压是CKD的重要危险因素，高血压是交感神经系统（SNS）、MR以及肾素-血管紧张素系统（RAS）激活和血容量增多的结果。这些系统过度激活引发入球小动脉扩张和出球小动脉收缩，引起肾内压升高。

腹型肥胖人群中交感神经活动增加。肥胖导致的激素变化和SNS激活，进而影响血压和水电解质平衡，造成肾脏高滤过状态和后续肾损伤。

03

肾周脂肪的物理压迫与细胞毒性

由于腹膜后肾周脂肪（PRAT）围绕肾脏并通过肾筋膜与腹膜后组织分开，受肾筋膜限制，腹型肥胖状态下，肥大的PRAT对肾脏产生物理压迫，升高肾内压，限制髓袢细段和髓质血管网的血流，降低肾小管中的流量，导致肾小管中钠重吸收增加，远曲小管起始处致密斑的NaCl浓度降低，通过管球反馈机制导致入球小动脉的扩张增加了肾小球的滤过率（GFR）和肾素分泌，加剧肾小球高滤过状态和进一步的肾损伤。不仅如此，肥胖状态下PRAT脂肪因子分泌失调、促炎细胞因子水平上升，同时局部脂肪脂代谢产生的有毒代谢产物如甘油三酯和丙二醛增加也会造成损害（图8）。

图8. PRAT引起肾脏血流动力学改变和肾损害的机制

04

RAAS过度激活

脂肪细胞是RAAS的重要组成部分。与非肥胖个体相比，肥胖个体患终末期肾病（ESKD）的风险增加，通过使用血管紧张素转换酶抑制剂拉米普利治疗得到缓解。这些结果表明，肥胖中RAAS的过度激活导致过量的钠重吸收并导致高血压（图9）。

图9. RAAS过度激活损害肾脏

05

盐皮质激素受体过度激活

在肥胖动物和人类个体中，脂肪组织中的盐皮质激素（MR）受体存在过度表达。MR在内皮细胞和血管平滑肌细胞中表达，激活后会导致血管收缩。MR的激活会产生促炎环境并带来氧化应激，从而促进血管重塑和动脉粥样硬化。在肾脏中，MR的激活通过足细胞损伤和肾小球上皮细胞破坏导致肾小球异常，其血管表达进一步导致血管收缩和血管钙化，并促进肾脏血管硬化和纤维化。最后，成纤维细胞通过MR的激活导致肾脏纤维化和重塑（图10）。

图10. 盐皮质激素受体过度激活损伤血管内皮及平滑肌细胞

06

瘦素过度激活交感神经系统

瘦素通过激活SNS及与AngII的协同效应，可加剧肥胖和高血压病理改变，最终影响血压和水电解质平衡而导致肾损伤（图11）。

图11. 瘦素过度激活交感神经系统

07

胰岛素抵抗和高胰岛素血症

胰岛素抵抗是靶器官和组织响应胰岛素信号时出现的功能障碍，不仅包括葡萄糖处理，还会影响到SNS、RAAS和肾脏内部调节机制，影响心血管、改变血压、加剧炎症反应。其损伤肾脏损伤的核心机制为IR-PI3K-Akt途径的异常。此外，高血糖环境下的非酶催化反应导致晚期糖基化终产物（AGEs）积累，AGEs与其特定受体结合，激活多种促炎症信号通路，引起氧化应激，导致肾脏细胞和组织的损伤（图12）。

图12. 胰岛素抵抗和高胰岛素血症导致肾脏损伤

08

脂毒性

肾脏的能量代谢根据各区域的能量需求不同使用不同的底物。近曲小管的能量需求仅次于心肌，但糖酵解能力较弱，主要依赖线粒体的β-氧化FFA来最大化三磷酸腺苷（ATP）产生。在MetS患者中，空腹血清中FFA水平明显升高。为应对脂毒性，肾脏上调涉及脂质过氧化和积累有毒代谢产物的调节因子，包括脂酰辅酶A和神经酰胺等，但这些因子蓄积也会导致ROS产生、细胞器损伤、促炎和促纤维化因子释放，加剧脂质诱导的细胞凋亡。足细胞是有丝分裂后、高度分化的上皮细胞，特别容易受到脂质积累和毒性的损伤（图13）。

图13. 脂毒性对肾脏的损害机制

代谢综合征相关慢性肾脏病的综合管理

以饮食(减少热量和磷酸盐)、运动和改变生活方式为重点的初级干预措施可能对一些患有高血压或慢性肾损伤的肥胖症患者有效。然而复发率很高，而且许多患者无法保持足够的体重减轻，以显著降低患心脏代谢疾病和肾脏疾病的风险。

MetS治疗的主要目标是通过控制相关的健康问题(高血压、高胆固醇、胰岛素抵抗和糖尿病)来降低患心脏病和糖尿病的风险。有效控制血压是延缓慢性肾脏病进展和降低心血管风险的关键治疗要素。除了有效控制血压外，治疗血脂异常、胰岛素抵抗或糖尿病以及相关的减少慢性炎症也是治疗的重要部分。因此对于肾脏病的预防和治疗，需要针对性地对上述机制进行综合干预（图14），生活方式干预和不同作用机制的药物治疗共同构成了MetS患者全面管理的核心。

图14. MetS中肾脏损伤的关键机制与相应治疗方式示意图

目前尚无专门以MetS为核心的肾脏病风险管理共识或指南，因此，在临床治疗上可参考美国糖尿病协会（ADA）和改善全球肾脏病预后组织（KDIGO）针对糖尿病合并CKD患者的治疗推荐路径（图15）；或可根据2024年更新的KDIGO指南的全面管理流程来对CKD患者进行个性化治疗（图16），以最大程度地延缓CKD进展并降低心血管风险。

图15. 2022年ADA&KDIGO联合共识：糖尿病与CKD患者改善预后的全面管理流程

图16. 2024年KDIGO指南推荐：治疗和降低CKD风险的全面管理流程

肥胖与CKD发病风险的队列研究

于珮教授团队通过中国北方和英国的两个大型前瞻性队列，证实肥胖相关指数CVAI、WHtR、ABSI、BRI、LAP与CKD发病风险呈正相关。相较于其他肥胖指数，在不同种族、年龄、性别人群中，CVAI均为预测CKD发生的最优指数。此外，肥胖与CKD具有因果关系。肥胖导致的CKD风险增加，低HDL-C水平是中介因素。因此，提高HDL-C水平有助于逆转肥胖对CKD的影响。

小 结 

MetS患病率高，CKD患病率也不断上升。MetS与CKD的发生、进展和不良预后有关。MetS通过增加氧化应激和慢性炎症、肾脏血流动力学改变、全身脂毒性和胰岛素抵抗等机制，造成肾脏病理改变，引起肾损伤。MetS治疗旨在通过改善生活方式和优化MetS相关的健康问题管理，以降低患者CKD和心血管疾病的风险。

专家简介

于  珮 教授 

医学博士，主任医师，教授，博士研究生导师

天津医科大学第二医院肾内科&肾脏病血液净化中心科主任

天津医科大学朱宪彝纪念医院血液净化中心科主任

澳大利亚新南威尔士大学访问学者

津门英才、天津医科大学一层次领军人才

中华医学会肾病学分会委员

天津肾病学质控中心副主委

天津整合医学会肾病与代谢委员会主委

天津医学会肾病学分会副主委

天津中西医结合学会肾病学分会副主委

天津医师协会肾病学分会副会长等

从事糖尿病肾病的发病机理及防治研究

承担国家自然科学基金、天津市科技支撑重大项目、卫健委重大科学研究基金等20余项项目。获天津市科技进步二等奖4项。获国家发明专利1项。

发表论著100余篇，SCI收录80余篇。