你也许曾经疑惑,同样吃了一整盒冰激凌,为什么要好的朋友没有增加一丁点儿体重,而自己却能明显感觉到脂肪的堆积呢?为什么食物里的成分在我的体内更容易转换成脂肪呢?做着同样辛苦的工作,为什么同事那么苗条而自己却怎么劳累也还是那么胖呢?
这样的问题,一直在困惑着我们。
关于肥胖的科学研究从来都没有冷却过。科学家们从各个不同的角度寻找着导致肥胖的蛛丝马迹。在庞杂的身体系统里,各种基因、蛋白参与着身体的运转,担负着不同的角色。
说到肥胖,怎么也和脂肪脱不了干系。了解最新的科学研究、把那些决定脂肪来去的因子找出来,也许能让我们对肥胖有一些新的认识。
“马无夜草不肥”的科学依据
BMAL1蛋白是今年年初刚刚科学家被发现的一个促进脂肪堆积的因子。有趣的是,它是一种随时钟变化的因子。这种蛋白质的产量白天减少、夜晚增加。因此为常言“马无夜草不肥”提供了科学的依据。
BMAL1蛋白主要存在于脑以外的脂肪组织中。动物实验表明,BMAL1和其他一些蛋白会在黑暗环境中出现,其中BMAL1出现的频率最高,变化最大。研究人员用基因技术培育出体内不合成BMAL1蛋白的实验鼠,结果证明,即使给这种实验鼠大量喂食,它们也不会肥胖。相反,如果使实验鼠体内参与合成BMAL1蛋白相关的基因表达更活跃,不但脂肪细胞内堆积了大量脂肪,连通常不吸收脂肪的细胞也开始积聚脂肪了。此外,研究人员还发现,人体内也存在BMAL1蛋白。他们发现,晚上10点到次日凌晨2点,人体内BMAL1蛋白质的量达到峰值。而下午3点左右,这种蛋白质的量最少,只有最高峰时的5%。
因此可以想像,现代人由于工作紧张,早午餐通常简单、快速解决,而把一天中的饮食重点放在了晚餐,有些加班到深夜的人更增添了夜宵加餐的习惯。尤其许多人把晚餐当成一种交际、应酬的方式,这种情况下大量饮酒、吸烟、高脂、高热量饮食更是不可避免。而这时BMAL1蛋白正好产量增多,脂肪因此就趁机堆积了。
研究人员们指出,根据BMAL1在体内出现的规律控制饮食,或抑制体内产生BMAL1的量,也许有助于预防肥胖。
关于瘦素不瘦的探讨
瘦素(leptin) 是促进脂肪分解的重要激素,它是肥胖基因(ob)的产物。在正常情况下,当机体脂肪储量增加、脂肪细胞体积增大时,脂肪细胞就会分泌更多的瘦素。瘦素通过血液到达大脑,作用于中枢神经系统使得食欲下降,能量消耗增加,从而防止脂肪的进一步积聚。
但是临床实验甚至表明, 在人类绝大多数肥胖患者中,血浆中瘦素浓度为正常人的两倍,消瘦者的三倍以上,瘦素竟然与体重指数、脂肪组织含量呈显著正相关。瘦素为什么不瘦呢?
研究人员认为,这主要是因为这些肥胖者体内,瘦素发挥作用的通路不敏感了,从而使得瘦素不能发挥其正常的生物学效应。近年来的研究显示,瘦素的正常生物学作用的抵消可能有以下原因:第一,瘦素从血液转运到脑脊液的通路(血脑屏障)发生了障碍;第二,血清中存在某种能够与瘦素结合的成分,从而减弱了瘦素与瘦素受体的结合;第三,瘦素与受体结合后,信号传递通路存在缺陷(如SOCS3在肥胖大鼠下丘脑神经元表达增强,抑制了瘦素受体正常信号传递);第四,瘦素与瘦素受体结合力下降;第五,瘦素作用的靶器官受损。
另外,大鼠动物实验表明,年龄的增长也可能使得瘦素受体信号通路不敏感,导致瘦素不能发挥正常的效用。
因此,也许当年龄的增长,身体的某些感应不再灵敏时,我们更应该自觉地控制饮食。
一种新的胃肠激素
过饱激素PYY是一种新近发现的胃肠激素。它是一个能够间接阻止脂肪堆积的因子。人们发现严重肥胖的人PYY水平极低。摄食量及营养成分决定着PYY效应的大小和持续时间。PYY的作用机制十分复杂,涉及肠神经系统、中枢神经系统和其他胃肠激素。
PYY在机体的胃肠道中虽然仅以很小量存在,却对消化道动力、分泌、黏膜上皮增殖等有着重要的调节作用。它能够延迟胃排空的时间以及食糜在小肠和结肠通过的时间,从而一方面显著提高营养成分的消化吸收率,另一方面通过抑制胃排空,控制摄食。体外实验表明,过饱激素可明显抑制胃平滑肌收缩,对人、恒河猴和犬等的食物胃排空有明显的抑制作用。外周给药还可以强烈抑制啮齿类动物和人胃酸分泌。
实验表明,无论是消瘦还是肥胖的机体,被静脉输注PYY后,都会出现食欲减退,摄食量下降。儿童研究发现,肥胖儿童体内PYY水平明显低于消瘦儿童,空腹PYY水平与超重程度呈负相关。这些结果意味着PYY或者基于其研制的药物可用于治疗严重超重的病人。
然而,也有些实验并未成功证明每天注射PYY能够减轻体重。一些研究者认为,PYY能否发挥其抑制食欲,减少肥胖发生的作用,关键取决于输注的剂量模式。哪种给药方式能更有效的发挥PYY的过饱激素的生物学作用还有待于更多的科研和临床发现去证明。
因此对于某些肥胖者来说,肥胖的原因也许是因为PYY分泌不足而使食欲永不满足。因此,对于这个人群来说,每餐必须自己有意识地定量也许是关键。
包裹在脂肪油滴表面的重要因子
周脂素(perilipin) 是一把双刃剑,对脂肪的储存和动员发挥着基本的调节作用。周脂素包被于脂肪细胞中性脂滴表面。在基础状态下周脂素保护脂肪不被分解,降低脂解速率;在相关因素刺激下,周脂素使得脂肪酶(HSL)更易于接触脂滴内的脂肪,从而加快脂解速率。
近来的研究表明,周脂素与胰岛素抵抗、肥胖、脂代谢紊乱以及动脉粥样斑块的形成有一定的内在联系。
有研究表明,肥胖妇女体重指数和脂肪细胞体积匹配的情况下,脂解率升高的人周脂素浓度相对较低。研究人员进而分析认为,肥胖个体中周脂素基因表达水平及蛋白浓度发生改变,使脂解率升高,导致游离脂肪酸增加;但机体内同时还存在血浆瘦素及脂联素浓度升高以及β氧化作用增强等代谢补偿机制,可以清除由于脂解率升高而产生的多余的游离脂肪酸。可见,周脂素与其他参与调节脂解作用的因子(如瘦素及脂联素等)共同维持了机体脂肪合成与分解的动态平衡,其基因表达水平及蛋白浓度的变化必将导致这种平衡的改变,平衡向一方倾斜的结果导致了肥胖的发生。
基于目前对周脂素的研究程度,由于实验对象不同、研究的脂肪组织部位不同、体重指数跨度范围不同等原因,对于周脂素在肥胖中的具体作用还有争议,它在肥胖中的具体作用机制还需要进一步的研究证实。但是不管怎样,周脂素及其基因表达很可能成为肥胖症治疗的潜在靶点。
Wnt10b蛋白与吃不胖的梦想
美国密歇根大学医学院的研究者们正在进行一项实验,他们培育的基因工程小鼠过着节食者梦寐以求的生活。它们毫无节制地大嚼高脂肪含量的饲料,但是身体脂肪含量仅为喂食低脂肪饲料普通小鼠的50%。不过吃不胖的梦想已经成真。这些经过遗传修饰的实验小鼠虽然比普通小鼠消瘦,但它们也存在一些我们不愿见到的问题,如乳腺发育不良、体温异常(产热障碍),而且最可怕的是,它们的皮肤厚度为普通小鼠的两倍。
所有这些改变似乎与一种名为Wnt10b的蛋白质有关。Wnt10b是Wnt蛋白家族的一员,这个家族包括19种相关蛋白,参与调节脂肪组织的发育过程。这些实验小鼠脂肪组织中的Wnt10b水平被人为地提高了。Wnt10b基因激活后可以抑制脂肪细胞的发育。无论饮食中脂肪含量的高还是低,Wnt10b的高水平表达均能使动物体脂含量显著下降(50%左右),并使脂肪细胞数量减少。
他们发现Wnt10b对正常小鼠体内两种不同类型的脂肪组织(白色脂肪是多余能量的储存方式;棕色脂肪是脂肪组织的特殊类型,多见于小型哺乳动物和人类的新生儿,其主要作用是通过产热保持动物的体温。)有着不同的调节作用。在这项研究中,转基因小鼠的白色脂肪只有普通小鼠的一半,而根本没有棕色脂肪。这使得转基因小鼠难以维持身体内部正常的温度,非常易患感冒。不过令人惊奇的是,这些转基因小鼠们虽然有这样那样的问题,它们的健康状况普遍良好。
Wnt10b就像小鼠体内的一个去脂机,使它们不管吃多少食物,都能够保持苗条的身材。也许下一步科学家们会进一步验证肥胖人群中Wnt10b这种去脂蛋白是否有减少的现象。
脂肪的存贮和动员原本就是一个天平的两端。只是这个天平的平衡是由体内的各种因子共同作用维持着的。也许是因为有一天有一个因子出了差错,天平倾向能量存贮那一端,肥胖就发生了。肥胖到了一定量级就是肥胖症,会引发一系列相关的疾病,例如代谢紊乱、糖尿病等。那么治疗肥胖,是不是首先应该找出这个捣乱的因子是哪个?科学的新发现正在为我们解开肥胖的原因,寻找治疗肥胖的新药。科学地认识肥胖的原因也许可以让我们对眼下眼花缭乱的减肥商品有一个更为理性的认识。
作者简介
崔 楠 第二军医大学长海医院内分泌科硕士研究生
邹大进 第二军医大学长海医院内分泌科主任,博士生导师,现任中华医学会糖尿病学分会等多个专业学术委员会委员,主要研究方向为肥胖和胰岛素抵抗。