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| 導(dǎo)讀 | 琥珀酸（succinate），一種新陳代謝的產(chǎn)物，能夠促進(jìn)熱量的產(chǎn)生?？茖W(xué)家們發(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(shí)，這一原本“不起眼”的分子可以促進(jìn)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(yùn)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(gè)“神秘分子”——琥珀酸（succinate），證實(shí)它可以激活小鼠體內(nèi)的棕色脂肪，促進(jìn)脂肪燃燒。
棕色脂肪“特殊”的地方
*，我們機(jī)體含有兩類顏色截然不同的脂肪細(xì)胞：白色脂肪和棕色脂肪。其中，白色脂肪堆積在皮下，負(fù)責(zé)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(xì)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(xì)胞器，負(fù)責(zé)調(diào)控細(xì)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(jìn)一步促進(jìn)質(zhì)子（氫離子，H+）從線粒體內(nèi)部進(jìn)入細(xì)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(jìn)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(jī)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(yùn)體會將質(zhì)子運(yùn)輸與ATP生成過程分離，有效地將電子傳遞鏈的能量浪費(fèi)掉。
這意味著，棕色脂肪能夠?qū)⒖防镒鳛闊崮芟牡簦?/strong>這一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(jìn)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?yàn)楹鋾龠M(jìn)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通路。Dana–Farber癌癥研究所的Edward T. Chouchani和團(tuán)隊(duì)從尋找棕色脂肪*的代謝物開始，這些代謝物在寒冷的環(huán)境中濃度會增加。終，他們發(fā)現(xiàn)了琥珀酸——TCA循環(huán)中一個(gè)代謝中間體。
TCA循環(huán)通常被認(rèn)為是發(fā)生于細(xì)胞內(nèi)的過程。所以，大多數(shù)琥珀酸被同一細(xì)胞所消耗。但是，一些琥珀酸會進(jìn)入血液。研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，血液中的琥珀酸會釋放一個(gè)關(guān)鍵的機(jī)制，促進(jìn)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(tuán)隊(duì)給小鼠注射了帶有重碳同位素標(biāo)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(dāng)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(fù)責(zé)激活棕色脂肪中的熱量產(chǎn)生、卡路里消耗。
琥珀酸究竟如何調(diào)控?zé)崃慨a(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(rèn)為可以促進(jìn)棕色脂肪產(chǎn)生熱量。因此，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)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，終加快卡路里燃燒。
然而，科學(xué)家們并不清楚，棕色脂肪細(xì)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(jìn)后者燃燒。
“喝水減肥”？
當(dāng)然，人類與小鼠不同，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?yàn)檫@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(rèn)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(shí)可以促進(jìn)人體的脂肪燃燒，或?qū)榻鉀Q肥胖提供新思路。
責(zé)編：風(fēng)鈴
參考資料：
Mice given metabolite succinate found to lose weight by turning up the heat
An unexpected trigger for calorie burning in brown fat
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