能“降低肥胖風險”的脂肪究竟是怎麼回事?
頂級學術期刊《自然》今日上線了最新一批論文。其中,來自加州大學舊金山分校(UCSF)的一支團隊表示,他們找到了“褐色脂肪組織”的一種全新功能,而這有望帶來控制肥胖症和糖尿病的方法。
說到褐色脂肪組織,學術經緯的讀者朋友們應該不會陌生。很久以前,科學家們就把它視為人體內的“產熱器官”。在寒冷的環境下,這些脂肪組織會消耗血液裡的葡萄糖和脂肪酸,產生熱量。
某種意義上說,這也算是在“燃燒脂肪”了。
除了參與葡萄糖和脂肪酸的代謝,這些褐色脂肪組織還在人體裡有怎樣的功能?好奇的科學家們在健康的志願者體內做了一項實驗。首先,他們將志願者分為兩組,他們在27攝氏度的環境下,褐色脂肪組織的活性有高低之分。隨後,這些志願者會在一個19攝氏度的相對低溫環境裡待上2小時,以激活褐色脂肪組織的代謝。研究人員們則分析了這些志願者的血樣,尋找其中代謝產物的變化。
▲不同人體內的褐色脂肪組織活性各有不同(圖片來源:參考資料[1])
出乎他們意料的是,在那些褐色脂肪組織活性較高的志願者裡,一種關鍵的氨基酸(纈氨酸)水平出現了顯著下降,而活性較低的實驗組裡則沒有觀察到這一現象。進一步的研究發現,褐色脂肪組織對許多帶有支鏈的氨基酸都會有影響。這包括了纈氨酸,亮氨酸,以及異亮氨酸。
有趣的是,這些都是人體的必需氨基酸。也就是說,它們無法通過正常代謝合成,必須從食物中獲取。在雞蛋、肉類、魚類、以及牛奶中,這些氨基酸都很常見。通常情況下,正常水平的氨基酸對人體的健康有促進作用。但一旦這些氨基酸“超標”,就會和肥胖與糖尿病產生關聯。
褐色脂肪組織名字裡雖然有“脂肪”二字,卻能通過代謝這些氨基酸,防止肥胖的發生。為了驗證這個想法,研究人員們在小鼠模型的褐色脂肪組織中敲除了特定的基因,想要抑制這種代謝功能。果不其然,後續研究發現,這些突變小鼠的血液內,這些氨基酸的水平果然出現了上升,表明它們的代謝受到了抑制。而從組織形態上看,脂肪細胞也變得肥大,且脂肪組織有纖維化的病變跡象。
▲小鼠中,褐色脂肪組織的代謝活性一旦受影響,支鏈氨基酸水平就無法順利降低,脂肪細胞也會變得更大(圖片來源:參考資料[1])
那麼,褐色脂肪組織是如何代謝這些氨基酸的呢?研究人員們進一步發現,一種叫做SLC25A44的蛋白質起到了關鍵的作用。它能把血液中的這些氨基酸給“吸”到褐色脂肪組織的線粒體裡,在那裡進行代謝。
總結來看,本研究提出了一個關於褐色脂肪組織的代謝新模型:除了葡萄糖和脂肪酸外,這些脂肪組織還可以促進特定氨基酸的代謝。如果這些氨基酸的代謝出了問題,就可能會產生肥胖等代謝異常。
▲本研究提出的新模型(圖片來源:參考資料[1])
“在健康人比較活躍的褐色脂肪組織裡,帶支鏈的氨基酸能夠帶來潛在的好處;但在老年人、肥胖患者、或是糖尿病患者中,這種補充劑則是有害的,”本研究的作者之一Labros S。Sidossis教授說道:“這是一個悖論,而我們的研究做出了解釋。”