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減脂新發(fā)現(xiàn)!琥珀酸可以促進小鼠脂肪燃燒

熱門推薦: 琥珀酸 脂肪燃燒 脂滴
來源:生物探索
  2018-07-24
琥珀酸(succinate),一種新陳代謝的產(chǎn)物,能夠促進熱量的產(chǎn)生??茖W(xué)家們最新發(fā)現(xiàn):通過喂食含有琥珀酸的水可以阻止高脂肪飲食的小鼠發(fā)胖!他們證實,這一原本“不起眼”的分子可以促進棕色脂肪的燃燒。

       琥珀酸(succinate),一種新陳代謝的產(chǎn)物,能夠促進熱量的產(chǎn)生??茖W(xué)家們最新發(fā)現(xiàn):通過喂食含有琥珀酸的水可以阻止高脂肪飲食的小鼠發(fā)胖!他們證實,這一原本“不起眼”的分子可以促進棕色脂肪的燃燒。

       通常,減肥有兩種方式:少吃(減少熱量的吸收)、運動(消耗更多卡路里)。7月18日,《Nature》期刊新發(fā)表一篇文章,揭示了一種更為簡單的方式,有望為解決人類肥胖問題提供指示。

       哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院、Dana–Farber癌癥研究所的科學(xué)家們找到了一個“神秘分子”——琥珀酸(succinate),證實它可以激活小鼠體內(nèi)的棕色脂肪,促進脂肪的燃燒。

       棕色脂肪“特殊”的地方

       眾所周知,我們機體含有兩類顏色截然不同的脂肪細胞:白色脂肪和棕色脂肪。其中,白色脂肪堆積在皮下,負責儲存多余熱量,引發(fā)肥胖;而棕色脂肪會燃燒脂肪將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,是哺乳動物保持體溫的關(guān)鍵。

       相比于白色脂肪,棕色脂肪細胞含有更小的脂滴(Lipid droplets)、更多的線粒體。線粒體大家很熟悉,能量代謝的主要場所。脂滴是一種細胞器,負責調(diào)控細胞的能量平衡。

       為什么線粒體更多呢?我們都知道,線粒體中能量代謝的主要通路是三羧酸循環(huán)(TCA)——將葡萄糖、乳酸和脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)降解為二氧化碳,并利用存儲于營養(yǎng)物質(zhì)中的能量產(chǎn)生高能電子。這些電子會進一步促進質(zhì)子(氫離子,H+)從線粒體內(nèi)部進入細胞器內(nèi)外膜之間的空間。通常情況下,質(zhì)子會通過一種跨膜復(fù)合蛋白ATPase重新進入線粒體基質(zhì)中,ATPase會利用儲存于質(zhì)子鏈中的能量將ADP分子轉(zhuǎn)化為攜帶能量的ATP分子,從而產(chǎn)生機體使用的大部分能量。

       但是對于棕色脂肪而言,質(zhì)子會選擇另一種線粒體內(nèi)膜蛋白,即解偶聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1)。這種轉(zhuǎn)運體會將質(zhì)子運輸與ATP生成過程分離,有效地將電子傳遞鏈的能量浪費掉。

       這意味著,棕色脂肪能夠?qū)⒖防镒鳛闊崮芟牡?!這一優(yōu)秀的能力吸引了大家的興趣,科學(xué)家們希望借此過程解決肥胖問題。

       促進棕色脂肪“燃燒”?

       如何激活棕色脂肪燃燒?關(guān)鍵的問題在于找到棕色脂肪消耗卡路里的“開關(guān)”。從宏觀上看,這一問題的答案是暴露于寒冷中,因為寒冷會促進棕色脂肪的燃燒。從分子上看,科學(xué)家們推測:大腦感受到冷,并將這一信號通過由β-腎上腺素受體(β-adrenergic receptors)介導(dǎo)的過程傳遞給棕色脂肪。

       但是靶向這一受體的藥物并沒有成功阻止肥胖。所以科學(xué)家們不得不尋找其他的通路。Dana–Farber癌癥研究所的Edward T. Chouchani和團隊從尋找棕色脂肪特有的代謝物開始,這些代謝物在寒冷的環(huán)境中濃度會增加。最終,他們發(fā)現(xiàn)了琥珀酸——TCA循環(huán)中一個代謝中間體。

       TCA循環(huán)通常被認為是發(fā)生于細胞內(nèi)的過程。所以,大多數(shù)琥珀酸被同一細胞所消耗。但是,一些琥珀酸會進入血液。研究團隊證實,血液中的琥珀酸會釋放一個關(guān)鍵的機制,促進肌肉活動,所以寒冷環(huán)境下小鼠會發(fā)抖。

       為了追蹤血液中循環(huán)的琥珀酸,Edward T. Chouchani團隊給小鼠注射了帶有重碳同位素標記的琥珀酸。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些琥珀酸會在棕色脂肪中優(yōu)先累積。這意味著,琥珀酸與脂肪組織有關(guān)聯(lián)。

       真正有意思的是,當飲用含有琥珀酸的水持續(xù)4周后,即便食用高脂肪食物也會阻止小鼠發(fā)胖。而且,這些代謝物依賴于UCP1——琥珀酸大多數(shù)有益的代謝作用在缺乏UCP1蛋白的突變小鼠中都不存在。

       所以,琥珀酸負責激活棕色脂肪中的熱量產(chǎn)生、卡路里消耗。

       琥珀酸究竟如何精確調(diào)控熱量產(chǎn)生?在TCA循環(huán)中,琥珀酸會被琥珀酸脫氫酶催化分解,產(chǎn)生活性氧(ROS)分子——被認為可以促進棕色脂肪產(chǎn)生熱量。因此,研究團隊認為,琥珀酸聚集會導(dǎo)致琥珀酸脫氫酶的活性增加,從而上調(diào)ROS水平,最終加快卡路里燃燒。

       然而,科學(xué)家們并不清楚,棕色脂肪細胞內(nèi)TCA循環(huán)中的琥珀酸作用是否真的足以改變ROS水平、產(chǎn)生熱量。他們推測:琥珀酸可能會引發(fā)尚未被發(fā)現(xiàn)的棕色脂肪信號系統(tǒng);或者,身體的另外一些部位,例如大腦,同樣也能感受到循環(huán)的琥珀酸,然后將信號傳遞給棕色脂肪促進后者燃燒。

       “喝水減肥”?

       當然,人類與小鼠不同,最明顯的差異就是人類體型較大。因此,我們比小鼠更擅長保暖,但是散熱較差。也許正因為這些原因,棕色脂肪在我們身體內(nèi)所占比例要低很多。此外,隨著年齡的增長,棕色脂肪會減少。這些特性可能會限制棕色脂肪的代謝活動。

       但是,這一研究依然給了我們新驚喜。此前,我們從未認為TCA循環(huán)的中間體是代謝的關(guān)鍵因素。如果未來琥珀酸被證實可以促進人體的脂肪燃燒,將為解決肥胖提供新的思路。

       

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