脂肪组织体温调节机制的新发现
乔治亚州立大学(Georgia State University)领导的一项研究表明,有关体内脂肪组织产生热量的机制的新发现,与该领域的经典观点相左,可能会带来对抗与肥胖有关的代谢紊乱的新方法。
在美国,超过三分之一的成年人属于肥胖,这意味着他们的体重高于给定身高下的健康标准。据美国疾病控制与预防中心(Centers for disease Control and Prevention)称,肥胖会导致多种疾病,包括2型糖尿病、脂肪肝、心脏病、中风和某些类型的癌症,这些都是导致可预防死亡的主要原因。
身体有几种类型的脂肪,也称为脂肪组织。棕色脂肪组织通过生产消耗能量热维持体温。白色脂肪组织储存了人们消耗的过多的卡路里,这会导致肥胖。一些因素,如寒冷暴露和交感神经系统的激活,通过一个称为“褐变”的过程,将一种称为米色脂肪细胞的独特类型的脂肪细胞(脂肪细胞)招募为白色脂肪。这些米色脂肪细胞可以产生热量,尽管效率不如棕色脂肪细胞。
研究人员曾经认为婴儿只有棕色脂肪,但大约10年前发表的几项研究发现了成年人中的棕色脂肪。
传统上,科学家们认为一个被称为脂解的过程,分解储存在棕色脂肪细胞脂滴中的脂肪,是应对寒冷时产生热量的必要条件。然而,这项研究却发现了相反的结果。该研究结果发表在该杂志上细胞新陈代谢。
“我们基本上已经建立了棕色脂肪产热的新范式,”该研究的资深作者、乔治亚州立大学(Georgia State)分子与转化医学中心(Center for Molecular and Translational Medicine)和生物医学科学研究所(Institute for Biomedical Sciences)教授余丽清博士(Liqing Yu)说。“棕色脂肪中的脂滴脂解对于哺乳动物在寒冷环境中保护体温并不是必需的。相反,它严格控制棕色脂肪燃料选择和白色脂肪褐变。这一发现改变了人们对产生热量的代谢过程的经典看法。只要有燃料供应,就不需要这个过程来产生热量。这是第一次在整个动物体内进行实验。实际上,人们从未验证过这种经典观点。”
“这是一个重要发现的另一个原因是,产生热量的棕色脂肪组织可以清除积聚的脂肪,这是人们真正想要的,”该研究的第一作者、乔治亚州立大学(Georgia State)分子与转化医学中心(Center for Molecular and Translational Medicine)博士后申hyunsu Shin博士(Hyunsu Shin)说。
“能量摄入的增加和/或能量消耗的减少会导致肥胖,而肥胖有很多并发症,”余说,“比如胰岛素抵抗、2型糖尿病、脂肪肝和心血管疾病。”了解棕色脂肪在我们体内产生的热量可以帮助我们设计新的方法来促进能量消耗和改善代谢健康。
研究人员遗传删除了蛋白质对比基因鉴定(CGI)-58,其在两组小鼠中激活细胞脂肪解中起关键作用以研究发热。一组CGI-58删除褐色脂肪组织另一组在白色和棕色脂肪组织中缺失了CGI-58。研究人员希望发现,如果没有这种脂解机制,热量就不会产生。
“我们感到惊讶地看到缺乏CGI-58的棕色脂肪的小鼠并不冷敏感,并且在冷暴露过程中提供食物时,它们甚至比对照小鼠更高,”Shin说。
对寒冷敏感意味着如果一个动物身体温度降至临界点,动物不能维持正常的代谢和细胞功能,并将死亡。
棕色和白色脂肪组织中缺乏CGI-58的小鼠只有在没有提供食物时才能变冷敏感。当出现食物时,这些动物没有冷敏感。
“我们需要脂肪分解白色脂肪组织提供燃料热的一代在禁食期间,“余说。
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