睡眠对儿童血清Leptin、Ghrelin及血脂水平影响的前瞻性研究

王冠军 龚清海 李辉

[摘要] 目的 探討儿童睡眠时间、睡眠质量对外周血清Leptin、Ghrelin及血脂水平的影响。 方法 利用前瞻性研究设计，在2016、2018年对宁波市象山县某中学学生开展睡眠问卷调查和体检，分析364例12～13岁初中学生不同睡眠时长、不同睡眠质量的血清Leptin、Ghrelin及血脂水平前后2年的变化情况，利用协方差分析方法分析睡眠对血清Leptin、Ghrelin及血脂水平的影响。 结果 协方差分析结果发现，去除基线水平影响后，不同睡眠时间的TC、Leptin水平仍有统计学差异（P<0.05）、不同睡眠时间的TG、LDL-C水平差异也有边缘统计学意义（P=0.053;P=0.051），该结果表明，中学生睡眠时间不足可能会升高TC、LDL-C、TG水平而降低Leptin水平。 结论 中学生睡眠时间不足（<9 h）与2年后TC、LDL-C、TG水平升高、Leptin水平下降有关，睡眠不足可能通过改变摄食和代谢的有关激素Leptin水平进一步影响血脂水平。

[关键词] 睡眠;瘦素;胃饥饿素;血脂

[中图分类号] R766          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）15-0170-04

Prospective study of the effect of sleep on serum leptin， ghrelin and blood lipid levels in children

WANG Guanjun1   GONG Qinghai2   LI Hui2   HOU Zhiwei3   LI Sixuan2

1.Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine and Psychosomatic Medicine， Ningbo First Hospital， Ningbo   315010， China; 2.Institute of Chronic Non-Communicable Disease Control and Prevention， Ningbo Center for Disease Control and Prevention， Ningbo   315010， China; 3.Department of Health Surveillance， Xiangshan County Center for Disease Controland Prevention in Zhejiang Province， Xiangshan   315700， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of children's sleep time and sleep quality on serum Leptin， Ghrelin and blood lipid levels in peripheral blood. Methods A prospective study design was used to conduct a sleep questionnaire survey and physical examination on a middle school student in Xiangshan County， Ningbo City in 2016 and 2018. The changes of serum Leptin， Ghrelin， and lipid levels before and 2 years after different sleep durations and sleep quality in 364 junior high school students aged 12-13 were analyzed. Covariance analysis was used to analyze the effect of sleep on serum Leptin， Ghrelin and blood lipid levels. Results The analysis of covariance found that after removing the influence of the baseline level， there were still statistical differences in TC and Leptin levels at different sleep times（P<0.05）. There were also statistical differences in TG and LDL-C levels at different sleep times（P=0.053; P=0.051）. The results showed that insufficient sleep time in middle school students may increase TC， LDL-C， TG levels and decrease Leptin levels. Conclusion The lack of sleep time of middle school students（<9 h） is related to the increase of TC， LDL-C， TG levels and the decrease of Leptin levels after 2 years. Lack of sleep may further affect blood lipid levels by changing the levels of the hormone leptin， which is related to food intake and metabolism.

[Key words] Sleep; Leptin; Ghrelin; Blood lipids

目前，我国儿童青少年超重与肥胖已成为重要的公共卫生问题，6～17岁儿童青少年超重率和肥胖率分别为9.6%和6.4%，比2002年上升了5.1和4.3个百分点，增长幅度均高于发达国家[1]。儿童青少年期超重肥胖不仅严重影响身心健康，还与成年期的许多慢性疾病如心血管疾病、代谢性疾病、恶性肿瘤等疾病的发生和死亡密切相关[2]。研究发现，睡眠不足可能通过改变摄食行为及减少能量消耗，并最终引起能量代谢失衡，导致超重与肥胖的发生，并可能与食欲相关激素如瘦素（Leptin）、生长激素释放肤（Ghrelin）的改变有关[3]，这种生理激素水平变化可能与血脂水平的变化有一定关系。儿童期是个体生长发育最为迅速，同时也是代谢和行为模式发展形成的关键期，是成人期疾病实现早期预防的窗口期和敏感期[4]。在当前儿童普遍存在睡眠不足的社会背景下，关注儿童期睡眠与体重增长和线性生长的相关性，评估儿童期睡眠不足对肥胖发生风险的预测效应，将有助于确定儿童期睡眠在人群肥胖预防控制领域的公共卫生意义。为此，本研究利用前瞻性研究分析睡眠对儿童血脂、血清瘦素（Leptin）、胃饥饿素（Ghrelin）变化的影响，探讨睡眠对肥胖影响的生理机制，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究利用前瞻性研究设计方法[5]，于2016年10月对宁波某中学初一年级10个班学生开展调查研究。纳入、排除标准：所有签署知情同意书的在校初中一年级学生，排除患有较为严重的内外科疾病和拒绝参加的学生，基线调查453名学生，随访至2018年10月。基线调查和终点调查均进行问卷调查、体格检查和实验室检测，合并基线调查和随访调查数据，最终获得有效调查364例，其中男188例、女176例。本调查前事先由家长签署知情同意书并通过伦理学论证（宁波市疾病预防控制中心，编号：201703）。

1.2 方法

调查方法包括现场体格检查和自我管理式调查问卷，体格检查结合学生每年的入学体检工作，每次体检均安排在上午8～9点开展并采集调查对象的空腹外周静脉血5 mL备检，调查问卷与体检于同一周时间集中在教室内由学生自填完成，问卷当场收回。

1.3 观察指标

本次研究采用匹茨堡睡眠质量指数量表（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）来评价睡眠质量，根据评分标准可算出学生的PSQI总分（0～21分，分数越高代表睡眠质量越低），根据量表原作者对睡眠质量高低的界定，本次研究定义青少年人群PSQI总分0～5分为睡眠质量较高，PSQI总分6～21分为睡眠质量较低[6]。参考以往研究，本次定义青少年人群睡眠时间≥9 h/d为睡眠充足，睡眠时间<9 h/d为睡眠不足[7]。

体检内容包含体格指标（身高、体重、腰围、臀围等）和血液指标[血清总胆固醇（Serum total cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、高密度脂蛋白胆固醇（High density liptein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（Low density lipoprotein cholesterd，LDL-C）、Leptin、Ghrelin。按照学生健康状况综合检测统一规定的要求选择和使用检测器材。问卷内容主要包括人口学资料、睡眠状况等。

1.4 统计学方法

数据由专人采用EpiData3.1软件录入，并进行质量控制，录入结束后进行核对、纠错。数据的分析通过SPSS19.0完成。使用χ2或t检验或t建议比较组间连续性变量或名义变量之间的差异，对于不符合正态分布的资料组间比较采用Wilcoxon秩和检验;使用协方差分析来比较不同基线睡眠时间、睡眠质量人群对结局血脂、Leptin、Ghrelin等是否有影响，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 睡眠时间与血脂、Leptin、Ghrelin关系

2.1.1 基本情况  本次调查364例中学生中，男188例、女176例，平均年龄（12.59±0.52）岁，174例学生平均每天睡眠时间超过9 h（47.80%），190例学生平均每天睡眠时间不足9 h（52.20%）。按照睡眠时间（≥9 h）分类，基线调查中的睡眠不足（<9 h/d）的学生BMI、腰高比、腰围、臀围均大于睡眠时间充足者（≥9 h/d）（Ps<0.05）;2年后，睡眠不足学生的BMI、腰高比、腰围、臀围仍然大于睡眠时间充足者（Ps<0.05）。见表1。

2.1.2 睡眠时间与血脂、Leptin、Ghrelin水平变化  基线调查未发现血脂水平（TG、TC、LDL-C、HDL-C）在不同睡眠学生中有显著差异（Ps>0.05），但在结局调查中，睡眠不足学生的TC、LDL-C水平要显著高于睡眠充足者（Ps<0.05）;基线调查和结局调查中，不同睡眠时间学生的瘦素（Leptin）、胃饥饿素（Ghrelin）水平均无显著差异（Ps>0.05）。见表1。为了校正基线水平睡眠时间对结局血脂、Leptin、Ghrelin水平的影响，本研究采用协方差分析，将基线水平作为协变量再进行分析，协方差分析结果发现，去除基线水平影响后，不同睡眠时间的TC、Leptin水平仍有统计学差异（P<0.05）、不同睡眠时间的TG及LDL-C水平影响也可以认为有统计学意义，但处于统计学意义边缘（P=0.053;P=0.051），該结果表明，中学生睡眠时间不足可能会与TC、LDL-C、TG水平升高有关，还与Leptin水平降低有关。见表2。

2.2 睡眠质量与血脂、Leptin、Ghrelin水平关系

根據匹茨堡睡眠指数（PSQI）将调查对象分为睡眠质量较差（PSQI≥6）、睡眠质量好（PSQI<6）两类，其中睡眠质量好的245例（67.31%）、睡眠质量较差的119例（32.69%）。基线和结局调查数据分析发现，不同睡眠质量间性别、BMI、腰高比、臀围、腰围、血脂、Leptin、Ghrelin水平均未见显著差异（Ps>0.05），即不同睡眠质量组的血脂、BMI、Leptin、Ghrelin等指标前后无差异，无需再做协方差分析。见表3。

3 讨论

睡眠不足目前在我国儿童青少年中极为普遍，本课题组前期通过有代表性的大样本横断面调查发现，在10726名宁波市中学生中，38.4%的睡眠时间不足8 h[8]。大量研究表明，睡眠与肥胖、高血压、糖尿病、心血管疾病及总死亡率有关，本课题前期荟萃分析研究、横断面研究及队列研究结果均表明，睡眠时间过短可能是儿童青少年BMI增长过快、超重/肥胖的风险因素[5，9-10]。然而，关于睡眠与血脂的相关性研究，尤其是针对青少年儿童睡眠时间和质量与血脂水平之间的纵向关系研究极为少见。为此，本研究利用队列研究方法探讨儿童睡眠时间、睡眠质量对血脂、Leptin、Ghrelin水平的影响。

关于睡眠与血脂的关系研究，目前主要集中在成人，且结论还不一致，多数研究支持睡眠时间过长或过短均是成人血脂异常的风险因素，这种关系在女性中更为明显。Gangwisch JE等[11]在14257名美国青少年中进行的长达7年的随访研究发现，在女性中，睡眠时间每增加1 h，高TC的发病风险降低0.85倍。另外一项研究发现，香港小学生的睡眠时间与总胆固醇（TC）水平呈显著负相关[12]。最近一项国内横断面研究结果表明，睡眠不足（<9 h/d）与儿童青少年血脂异常有关[13]。本次研究也有类似的发现，青少年学生睡眠时间对2年后的血清总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL-C）影响显著，睡眠时间不足（<9 h/d）可能增加血清TC水平。本课题前期研究应用匹茨堡睡眠质量量表（PSQI）问卷调查发现睡眠质量与中学生肥胖关系密切[14]。关于睡眠质量与儿童青少年血脂水平关系研究报道比较少，且主要集中在国外，一项队列研究发现，较差的睡眠质量与青春期女学生的血清甘油三酯偏高有关[15]。Narang I等[16]一项横断面研究发现，睡眠质量低下与青少年总胆固醇、低密度脂蛋白水平偏高有关。但本研究未发现通过匹茨堡睡眠量表评估的睡眠质量与血脂水平有统计学关联。

瘦素（Leptin）是一种由脂肪组织分泌的蛋白质类激素，目前研究认为Leptin进入血液循环后会参与糖、脂肪及能量代谢的调节，促使机体减少摄食，增加能量释放，抑制脂肪细胞的合成，进而使体重减轻[17-19]。本研究发现，睡眠时间过短可能降低2年后青少年血清瘦素水平，提示睡眠时间对食欲的调节作用，并进一步影响血脂水平。睡眠不足者，血液中Leptin水平下降、能量消耗减少、脂肪细胞合成增加、血脂水平升高、体重增加。胃饥饿素（ghrelin）是迄今发现的体内唯一的生长激素促分泌素受体的内源性配体，它在体内通过中枢食欲调节网络，尤其是神经肽Y，促进摄食;并与多种致肥胖因子如瘦素、胰岛素等有相互作用，在肥胖的病理过程中发挥重要作用[20]。研究发现，睡眠剥夺后的健康人群体内Ghrelin水平上升，饥饿感增强[21]。本研究未发现睡眠时长与Ghrelin水平之间的纵向关系，这可能与本研究的样本量不大、随访时间较短导致统计效能不足等因素有关。

尽管如此，睡眠时间影响血脂异常的机制目前还不十分清楚，睡眠对食欲的调节可能是其中很重要的一方面：睡眠时间不足降低血清瘦素水平（Leptin），升高胃饥饿素（Ghrelin），增加饥饿感及食欲，增加胆固醇、饱和脂肪酸的摄入量。本研究表明睡眠时间过短可能对青少年血清总胆固醇TC、TG、血清瘦素（Leptin）有显著影响。本研究未发现睡眠质量对血脂的影响有显著意义，可能原因是：⑴与本课题样本量小、统计效能低;⑵随访时间过短，暴露影响还未充分显现。

综上所述，本课题通过宁波市364名初中学生的2年随访研究发现，中学生睡眠时间不足（<9 h）与2年后TC、TG水平升高、Leptin水平下降有关，睡眠不足可能是通过改变摄食和代谢的有关激素Leptin水平来影响血脂水平的。

[参考文献]

[1] 林晓斐. 《中国居民营养与慢性病状况报告（2015）》发布[J]. 中医药管理杂志，2015，23（13）：79.

[2] Fatima Y，Doi SA，Mamun AA. Longitudinal impact of sleep on overweight and obesity in children and adolescents：A systematic review and bias-adjusted meta-analysis[J]. Obes Rev，2015，16（2）：137-149.

[3] Ursavas A，Ilcol YO，Nalci N，et al. Ghrelin，leptin，adiponectin，and resistin levels in sleep apnea syndrome：Role of obesity[J]. Annals of Thoracic Medicine，2010，5（3）：161.

[4] Benyshek DC. The developmental origins of obesity and related health disorders-prenatal and perinatal factors[J]. Coll Antropol，2007，31（1）：11-17.

[5] Gong QH，Li SX，Wang SJ，et al. Sleep duration and overweight in Chinese adolescents：A prospective longitudinal study with 2-year follow-up[J]. Sleep Breath，2019， 19.