有没有什么办法,即使使劲吃高糖高脂的食物,也不会变胖,还不会有脂肪肝?
美国三大名校德克萨斯大学,宾夕法尼亚大学和康奈尔大学合作的一项突破性研究发现,我们身体细胞内一种叫做 Mrs2 的特定通道,可能成为对抗肥胖及代谢综合征的关键。这个通道负责控制细胞能量工厂线粒体内部的镁离子(Mg2+)摄取。
线粒体是细胞的发电站,负责产生能量,它们的健康状况对全身代谢至关重要。长久以来,钙离子在线粒体功能中的作用研究较多,但镁离子在线粒体能量代谢中的具体影响却鲜为人知。这项研究揭示了限制线粒体镁离子摄取,能显著重塑全身能量代谢,从而预防由高脂肪饮食引起的肥胖和代谢综合征。
为了深入了解Mrs2通道的作用,科学家们使用了一种基因改造的小鼠模型,这些小鼠体内缺少Mrs2通道(被称为Mrs2缺陷小鼠)。他们给这些小鼠喂食了长达52周的西方饮食(一种高脂肪、高糖的饮食,通常会导致肥胖和代谢问题)。结果令人震惊:
没有变胖! 当普通小鼠在西方饮食下变得肥胖时,Mrs2缺陷小鼠在长达30周甚至52周的饮食压力下,体重几乎没有增加。这表明限制线粒体镁离子摄取能有效对抗饮食引起的体重增加。
脂肪肝消失了! 普通肥胖小鼠通常会发展出肝脏肿大和非酒精性脂肪肝(NAFLD)的典型症状,肝脏中充满了大的脂滴,有时还会发展成肝纤维化甚至肝癌。但Mrs2缺陷小鼠的肝脏却非常健康,没有出现脂肪堆积、肝脏肿大、纤维化,甚至自发性肿瘤的发生率也显著降低。它们的肝功能也保持正常,肝损伤标志物ALT水平较低。
坏脂肪变成了好脂肪! 研究发现,Mrs2缺陷小鼠的白色脂肪组织(主要用于储存能量的坏脂肪)出现了明显的棕色化现象。这意味着白色脂肪开始变得像棕色脂肪一样,能够燃烧卡路里产生热量,而不是仅仅储存起来。
代谢更活跃! Mrs2缺陷小鼠不仅脂肪更少,瘦肉量更高 ,它们的能量消耗也更高。它们在饮食压力下依然保持了正常的呼吸交换率(RER)波动模式,这表明它们能够更有效地在碳水化合物和脂肪之间切换能量来源,不像普通肥胖小鼠那样RER波动被抑制。
这些代谢改善是如何发生的呢?研究人员发现,Mrs2通道的缺失导致线粒体中柠檬酸的流出受到抑制。柠檬酸是一种重要的代谢产物,它是身体制造新脂肪(脂肪从头合成,DNL)的主要前体。因此,当柠檬酸流出减少时,身体合成脂肪的能力也随之减弱。简而言之,Mrs2通道减少线粒体镁离子摄取 -> 减少柠檬酸流出 -> 稳定HIF-1a -> 促进脂肪燃烧和产热 -> 预防肥胖和脂肪肝。
这项研究,还找到了一种可以模仿Mrs2基因缺失效果的分子CPACC (Chloropentaammine Cobalt(III) Chloride)。
研究发现,用CPACC处理肝细胞,可以显著减少细胞内的脂滴大小,并促进脂肪的氧化燃烧。当给喂食高脂肪饮食的普通小鼠注射CPACC后,它们也出现了与Mrs2缺陷小鼠相似的代谢改善:体重增长受到限制,肝脏功能得到改善,肝脏ALT水平降低。而且,这些小鼠体内的血浆柠檬酸水平也降低了。
这些结果表明,通过CPACC来阻断Mrs2通道,有望成为治疗肥胖和代谢综合征的新策略。CPACC虽然在小鼠模型中效果显著,但还未开展临床研究,期待早日开展临床实验,为人类造福。
参考文献:Limiting Mrs2-dependent mitochondrial Mg2+ uptake induces metabolic programming in prolonged dietary stress
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