线粒体如何调节胖瘦?

科普中国-科普融合创作与传播 2017-12-18

   

  细胞内的线粒体(图片来自网络) 

  西澳大利亚大学等机构研究人员日前在美国《科学进展》杂志上报告说,线粒体形态如果发生变化,会无法正常将脂肪和碳水化合物转化成能量,进而引发成年人肥胖,患脂肪肝、心脏肥大等疾病。 

  事实上,线粒体数量的多少与人体的胖瘦的程度也有着重大的关联。 

  很多人都备受肥胖困扰。2015年,我国卫计委发布的《中国居民营养与慢性病状况报告》指出,中国18岁及以上人群的超重率高达30.1%,肥胖率为11.9%,分别比2002年上升了7.3%4.8%。如此惊人的统计数据告诉我们,我国居民正饱受肥胖之苦。 

   

  我国居民正饱受肥胖之苦(图片来自网络) 

      肥胖算不算是一种“疾病”呢? 

    

  肥胖是“病”还是“病因”之争? 

  美国医学会于20136月在芝加哥召开的年会上,通过投票表决正式将肥胖纳入疾病范畴。 

  但是,也有很多人不同意,认为肥胖本身不算疾病,它只是诱发其它疾病的高危因素,因为糖尿病、高血压等慢性病在瘦人身上也会发生,而胖人不一定就会患这些慢性病。 

      科学家们经过长期研究发现,肥胖竟然有“健康的肥胖”与“不健康的肥胖”之分!这是2014年《细胞》杂志上一篇文章的新观点。 

  简单来说,如果脂肪贮存在该贮存(正位)的皮下组织,就属于健康的肥胖。相反,如果脂肪贮存在不该贮存(异位)的内脏组织,就是不健康的肥胖。 

   

  婴儿肥属于健康的肥胖(图片来自网络) 

  皮下肥胖对胰岛素敏感,不会患上糖尿病,血红素氧合酶标志基因低表达。内脏肥胖对胰岛素抵抗,将来会发展到糖尿病阶段,血红素氧合酶标志基因高表达。 

   

  啤酒肚属于不健康的肥胖(图片来自网络) 

  因此,严格说来,不健康的肥胖肯定是病,而健康的肥胖不一定是病,“婴儿肥”、“孕妇肥”与“将军肚”、“啤酒肚”不可同日而语。 

    

  炎症是内脏肥胖的肇因 

   

  炎症(图片来自网络) 

      人们常说:炎症是“百病之源”,它同时也是内脏肥胖的肇因。在这个过程中,两种类型的一氧化氮合成酶扮演了重要角色。 

      由于肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素1β(Il-1β)等促炎症细胞因子大量且长期地分泌,使得诱导型一氧化氮合酶(iNOS)被持续激活,于是攫取过量前体精氨酸合成高水平的一氧化氮(NO),用于杀菌消炎。 

      在有限的精氨酸供给条件下,内皮细胞型一氧化氮合酶(eNOS)的活性将会明显下降,导致其通血管和促进线粒体再生等正常生理功能失调。 

      这就是说,炎症在激活iNOS的同时,就抑制了eNOS。一旦前者被打开就会出现内脏肥胖,而后者被打开则能导致内脏减肥(见下图)。 

   

  图中“红色+号”表示激活,“黑色-号”表示抑制 

    

  线粒体数量的多少能决定脂肪是否积累 

      具体来说,决定脂肪积累还是脂肪消耗的“分水岭”,是脂肪组织中血管及线粒体的多寡。 

  当血管及线粒体很少时,脂肪组织呈白色,称为白色脂肪组织,脂肪无法氧化分解而积累。相反,当血管及线粒体较多时,脂肪组织呈褐色,称为褐色脂肪组织,脂肪能氧化分解而消耗。 

   

  白色脂肪组织切片(图片来自网络) 

   

  褐色脂肪组织切片(图片来自网络) 

  由此可知,只要让脂肪组织的颜色发生转变,就可以轻松实现皮下增肥与内脏减肥,而脂肪颜色的互变又取决于炎症的有无。欧洲药理学杂志》最近多次报道,抗炎药物阿司匹林可通过缓解炎症促进线粒体再生,有助于内脏减肥,并防止非酒精性脂肪肝病发生。 

  《自然—医学》发表文章指出,在摄氏1415度的低温环境中,白色脂肪组织可以转变成褐色脂肪组织,也就是增加线粒体数目,提高脂肪分解效率。 

   

  图片来自网络 

  最有趣的是,运动消脂减肥的奥妙在于,能模拟冬天瑟瑟发抖的“寒颤”,使白脂转变成褐脂产热防冻! 

责任编辑:科普云

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