研究发现,白色脂肪组织最容易受到肥胖引起的代谢变化的影响
当身体受到高热量饮食的影响时,生理反应并不均匀,一些器官或组织对代谢应激更敏感。根据发表在该杂志上的一项新研究,在这种情况下,内脏腔内的白色脂肪组织是最容易受到肥胖相关代谢变化影响的器官生物氧化还原由来自巴塞罗那大学医学与健康科学学院、Bellvitge生物医学研究所(IDIBELL)和肥胖与营养生理病理生物医学研究网络中心(CIBEROBN)的Pablo M. Garcia-Roves教授领导。ob欧宝直播nba
这种脆弱性表现为肥胖动物代谢变化的幅度,以及当同一动物通过改变生活方式减肥并恢复代谢健康时,组织的不良反应。以动物实验模型为基础的研究表明,当生理应激超过承受能力时白色脂肪组织为了回应,它到达了一个不归路,失去了代谢的可塑性。
该研究的成员包括布法罗制药和食品科学学院和生物医学研究所(IBUB)、奥古斯特皮·桑耶生物医学研究所(IDIBAPS)、罗维拉·维吉利大学、拉蒙·鲁尔大学、糖尿病和相关代谢疾病网络生物医学研究中心(CIBERDEM)、圣地亚哥德孔波斯特拉大学、ob欧宝直播nba科隆大学和莱比锡大学(德国)以及因斯布鲁克医科大学(奥地利)等机构。
肥胖:代谢功能障碍和社会耻辱
肥胖——在我们的社会中仍然被认为是耻辱——总是会在生理和代谢方面产生重要的变化。我们在肥胖者身上所能描述的许多变化可以被视为仅仅是对摄入过多热量的压力的生理适应。但我们能在多大程度上使这种过量摄入成为慢性的呢?继续给身体施加压力的极限是什么?
研究人员Pablo M. Garcia-Roves和Pau Gama-Pérez指出:“定义这些限制并不是一件容易的事情,这是研究肥胖和生物学的主要挑战之一。”“超过这些适应极限可能是引发所有与肥胖相关的合并症的导火索,这些合并症引起了极大的公共卫生关注。”
脂肪组织的主要功能之一是储存脂肪和调节多余的卡路里。“如果这些脂肪储存在其他器官中,对健康的影响将会严重得多。脂肪组织中的细胞体积增大,繁殖并相互交流以报告它们所面临的压力。例如,缺氧和炎症是细胞协调运作、储存多余脂肪并通知大脑能量储备已被覆盖的不可或缺的信号,”Gama-Pérez说。
线粒体在不归路上
当这些信号无效,热量过剩成为慢性,代谢问题就会发生,许多细胞元素停止正常运作。作者说,线粒体——负责产生代谢能量的细胞器——是理解这一生理上的不归路的关键因素。
“肥胖动物脂肪组织中基因表达和蛋白质合成的许多变化与线粒体功能有关。在我们的研究中,我们发现线粒体内膜形态和结构的几个方面都不是最佳的,这可能会产生严重的功能影响,”Garcia-Roves说。
“特别是,”研究人员继续说,“最重要的发现之一是细胞器自身遗传物质的显著损失,即线粒体DNA。”
代谢功能障碍的雪球效应
线粒体在肥胖在脂肪组织中产生的代谢功能障碍中的作用已经在科学文献中描述过。然而,这项新的研究首次表明,当动物恢复代谢健康或组织中改变的其他生物过程恢复时,肥胖引起的病理生理印记能够持续存在,甚至随着时间的推移变得更加明显。
这种生理损伤会传播,可以定义为由长期热量过剩对脂肪组织的压力引发的滚雪球现象。在较小程度上,这种生理功能障碍也可能涉及过氧化物酶体(参与底物代谢的细胞器)和活性氧的消除(氧化损伤)。
“随着时间的推移,这些改变仍然存在于动物体内,即使是在动物体内代谢压力从高热量摄入已经消失。此外,功能障碍超越了其他细胞成分,并影响新的生物过程(蛋白质运输到线粒体,它们的组装或随后的降解)。该研究的第一作者Alba González-Franquesa(诺和诺德)和Pau Gama-Pérez (UB)指出:“通常情况下,这种情况涉及更普遍的细胞应激。”
为什么这些是非功能性的线粒体不消除以避免这样的级联对细胞的有害影响仍是未知的。
“为了避免出现重大问题,废物(代谢物、蛋白质甚至整个细胞器)的降解不再具有功能,这对细胞机制来说是一个重大挑战。了解细胞循环机制的作用对于了解健康和确定代谢病理的潜在治疗靶点至关重要。我们的结果清楚地表明,在这方面存在失败,这将有助于我们理解代谢可塑性的丧失,”Pau Gama-Pérez说。
衰老,新陈代谢和肥胖
年龄是理解身体对高热量饮食反应的一个关键因素。在科学文献中,年长的老鼠比年轻的老鼠更容易受到这些问题的影响。
这项在年轻动物身上进行的新研究强化了一个假设,即过量的热量摄入会加速代谢可塑性的丧失,并促进脂肪组织在一定程度上的过早衰老。因此,在肥胖动物身上描述的许多情况会重现许多这些衰老的迹象。
此外,在内脏脂肪室中描述的生理指纹是否也反映在皮下脂肪室中尚不清楚。在临床领域,内脏脂肪在这些情况下的反应也是未知的,而且很难通过微创手段获得生物样本(特别是从瘦弱和健康的个体中获得,以验证假设)。
一些分析患者内脏脂肪反应的研究报告了该组织的易损性增加,描述了与本研究中描述的变化非常相似的变化生物氧化还原篇文章。
“破译是否同样的印记仍然存在于能够逆转的人类身上肥胖这将是理解其后果的重要进展,尤其是在设计治疗策略方面。”
“我们的研究显示了两步减肥手术研究的一些初步数据,患者接受的两种干预措施之间有显著的体重减轻和代谢改善。这些改进后基因表达变化的幅度可能表明与我们在临床前研究中观察到的有一些相似之处。在任何情况下,设计强有力的研究,尽可能精确地解决肥胖患者的这个问题,以改善他们的健康和生活质量是至关重要的,”研究小组总结道。