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运动可以把我们体内的白色脂肪变成米色脂肪

2022-08-19 18:27:59 来源: 用户: 

因为运动可以把我们体内的白色脂肪变成米色脂肪,增加热量消耗,改善高脂饮食引起的代谢紊乱;运动还可以提高学习能力,缓解老年痴呆症,预防癌症,甚至延年益寿。

如今,我们更期待的是“生命在于不动”。

虽然我们不想运动,但我们也不想在运动的潜在好处上落后。幸运的是,科学家们一直在努力满足人类的这种不合理需求。

就在上周,哈佛医学院Bruce Spiegelman教授团队经过6年的努力,朝着满足人类上述不合理需求的方向迈出了关键的一步。

他们找到了运动作用于人体组织、器官和细胞的受体,最终打通了运动有益于健康的信号通路。他们的重要研究成果发表在顶级期刊《细胞》上。

与斯皮格曼教授团队处于同一研究领域的生物学家玛丽亚格拉诺(Maria Grano)说,“如果我们能为那些不能进行体育锻炼的人开发一种药物,那就太好了。”

奇点想说的是,如果这能研发出那种药物,不想运动的人也会想要。

要明确Spiegelman教授团队研究的重要性、价值和意义,还得从不算太远的1998年说起。

那一年,已经在哈佛医学院达纳法伯癌症研究所工作了16年的Spiegelman教授正在研究肥胖问题。他们的团队在小鼠的棕色脂肪细胞和骨骼肌细胞中发现了一种叫做PGC-1的分子,这种分子参与了棕色脂肪产热的调节。

在随后的10年里,Spiegelman的团队做了不温不火的研究,围绕PGC-1做了大量工作。其中,他们发现PGC-1的表达受运动调节,增加肌肉中PGC-1的表达可以减少小鼠因衰老而导致的肥胖和代谢紊乱。这在运动和健康之间架起了一座桥梁。要明确Spiegelman教授团队研究的重要性、价值和意义,还得从不算太远的1998年说起。

那一年,已经在哈佛医学院达纳法伯癌症研究所工作了16年的Spiegelman教授正在研究肥胖问题。他们的团队在小鼠的棕色脂肪细胞和骨骼肌细胞中发现了一种叫做PGC-1的分子,这种分子参与了棕色脂肪产热的调节。

在随后的10年里,Spiegelman的团队做了不温不火的研究,围绕PGC-1做了大量工作。其中,他们发现PGC-1的表达受运动调节,增加肌肉中PGC-1的表达可以减少小鼠因衰老而导致的肥胖和代谢紊乱。这在运动和健康之间架起了一座桥梁。

然而,促进我们认知升级的大事发生在2009年。

那一年的4月9日,对于全世界的胖子来说,都是历史性的一天。

那天《新英格兰医学期刊》 (NEJM)用3篇临床研究论文颠覆了我们对成年人褐色脂肪的认知。三个研究小组首次证实,成人体内不仅存在负责能量消耗和产热的棕色脂肪,而且这种棕色脂肪在成人体内具有正常的生理功能。

这三篇研究论文让全世界的肥胖科学家认识到,人类褐色脂肪的动员可能是因为代谢性疾病的治疗,这对肥胖和二型糖尿病具有重要意义。然而,促进我们认知升级的大事发生在2009年。

那一年的4月9日,对于全世界的胖子来说,都是历史性的一天。

那天《新英格兰医学期刊》 (NEJM)用3篇临床研究论文颠覆了我们对成年人褐色脂肪的认知。三个研究小组首次证实,成人体内不仅存在负责能量消耗和产热的棕色脂肪,而且这种棕色脂肪在成人体内具有正常的生理功能。

这三篇研究论文让全世界的肥胖科学家认识到,人类褐色脂肪的动员可能是因为代谢性疾病的治疗,这对肥胖和二型糖尿病具有重要意义。

斯皮格曼团队加快了研究步伐。过去30年的研究积累也让他们获得了先发优势。

2012年,Spiegelman的团队宣布,运动产生的PGC-1会刺激细胞产生一种叫做鸢尾素的激素,鸢尾素作用于皮下脂肪,促进白色脂肪转化为米色脂肪[9]。

这项研究打开了研究运动和健康之间关系的大门。

很快,在随后的研究中,科学家们发现,除了使脂肪变成米色,还发现鸢尾素可以保护神经,增加皮质骨量,减少骨质流失。

但是,什么样的运动能产生鸢尾素,众说纷纭。有人支持耐力运动,有人说抗阻运动,还有人说耐力运动和抗阻运动都能产生鸢尾素。

但要在irisin产生最有效的运动,恐怕还是瑟瑟发抖。毕竟,irisin中的这种信号通路本应使人冷得发抖,增加棕色脂肪的产热,保持体温。在寒冷诱发脂肪米色的过程中,除了交感神经,还有鸢尾素的作用!

既然irisin有这么多功能,那有没有可能用irisin健身呢?

可惜这种想法很幼稚,因为irisin在血液中的半衰期不到一个小时。

Spiegelman的团队知道找到irisin并不是终点。他们需要在细胞表面找到鸢尾素的受体。一旦发现这种受体,他们就可以针对这种受体开发药物。

其实早在2012年发现irisin的时候,Spiegelman就注意到irisin在不同的哺乳动物中高度保守,小鼠和人类的iris in 100%相同。相比之下,小鼠和人的胰岛素、胰高血糖素和瘦素的一致性分别只有85%、90%和83%。

这种高度的一致性,一方面反映了鸢尾素高度保守的重要功能,另一方面也让Spiegelman猜测其功能很可能是由一种细胞表面受体介导的。事实正是斯皮格曼所想的。

在这个实验中,研究人员选择了骨细胞作为实验对象。研究人员利用标记的马蔺素在骨细胞中“捞出”能与马蔺素结合的蛋白质,然后通过质谱等分析手段确定马蔺素的受体——整合素V/5。

随后,用整合素抑制剂阻断鸢尾素作用的实验也证实了整合素V/5是鸢尾素的受体。在脂肪细胞上,整合素抑制剂也可以阻止马蔺素促进脂肪的米色,马蔺素促进脂肪细胞米色的作用也是通过整合素实现的!

在找到鸢尾素的受体后,Spiegelman计划在下一步优化不同版本的鸢尾素及其抗体:“这样我们就可以通过蛋白质疗法在体内操纵它的效果。我们将研究它对骨骼、脂肪和神经系统的影响。”

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