科學家通過《自然》發現了一種減肥水!
減肥有兩種基本辦法,少吃減少熱量攝取,或通過運動等辦法增加熱量消耗。從效果看,減肥手術是比較成功的方法。但是手術畢竟有風險,少吃多動道理簡單,執行起來也不那么容易,否則就不會有那么多人為減肥糾結了,這也是許多科學家希望幫助人們解決的問題,就是能不能通過吃點藥片解決這個問題。近《自然》一篇xin研究論文,提出了吃一種簡單的代謝中間分子,可能具有誘導體內熱量消耗的功能。這種分子就是丁二酸,更常用的名叫琥珀酸。給小鼠飲用琥珀酸溶液,這種水有一定酸味,是比較容易讓人接受的口感。也就是說,科學家找到一種減肥水,目前在動物實驗中證明有效。
琥珀酸(包括鹽類)可產生酸味、呈味,可用于豆醬、醬油、日本酒、調味料等。琥珀酸鈉具有貝類特殊滋味的白色結晶粉末,在食品工業中用于調味劑、酸味劑、緩沖劑,用于火腿、香腸、水產品、調味液等。琥珀酸可以用做防腐劑,pH值調節劑,助溶劑;還可以用來合成解毒劑、利尿劑、鎮靜劑、止血藥、合成抗生素以及維生素A、維生素B等。
人類的脂肪組織有兩類,一種是白色脂肪細胞,一種是褐色脂肪組織。所以顏色不同,是因為褐色脂肪細胞內含有大量線粒體,因為線粒體內有比較多細胞色素,一般是血紅素蛋白。白色脂肪的主要功能就是存儲脂肪,褐色脂肪則是利用脂肪產生熱量,這對于恒溫動物寒冷環境下的體溫維持非常重要。
三羧酸循環是線粒體內的重要代謝通路,能將營養物質如葡萄糖、乳酸和脂肪酸變成二氧化碳,并利用這些能量物質的化學能轉化為大量高能電子。三羧酸循環產生的電子通過氧化磷酸化作用,把線粒體內膜內的氫離子(質子)轉運到內外膜之間產生質子的跨膜梯度,質子重新跨膜返回內膜內能驅動ATP酶將ADP磷酸化合成ATP。在褐色脂肪細胞內,質子可以不驅動ATP酶,而是通過解偶聯蛋白1 (UCP1)漏回。這種電子泄露不產生ATP,結果是產生大量熱量。
褐色脂肪產熱的能力受到許多學者的重視,因為通過激活這個過程能實現減肥的目標。為了達到這樣目的,需要了解如何啟動褐色脂肪燃燒脂肪的開關。在宏觀水平上,已經比較清楚的方法是寒冷刺激。在機制水平上,是寒冷信號被大腦接受,然后把信息傳遞給褐色脂肪,傳遞這個信號的是交感神經和腎上腺β受體。但是用藥物激活這個受體并不能實現減肥的目的。這也提示激活褐色脂肪燃燒脂肪還需要其他的激活信號。
哈佛大學Mills等通過對寒冷刺激后褐色脂肪組織內代謝物進行分析,結果發現琥珀酸的水平明顯升高,這種代謝物是三羧酸循環的重要中間代謝物質之一。
三羧酸循環中代謝中間產物大部分都局限于線粒體基質內,這些物質不斷產生也不斷被消耗,總體水平往往并不會升高太多。那么褐色脂肪組織中的琥珀酸從何而來?研究發現,肌肉是琥珀酸的重要來源,因為寒冷刺激寒顫能提高血液中琥珀酸水平。
為了對血液中琥珀酸的去向進行跟蹤,Mills等給動物注射碳14標記的琥珀酸,發現這些重碳都聚集到褐色脂肪,這說明血液內琥珀酸是被褐色脂肪攝取,似乎這些琥珀酸能被褐色脂肪代謝。和這個推測一致的證據是,體外培養的褐色脂肪細胞能吸收并分解琥珀酸,而大多數其他細胞不具有這樣的能力。Mills 等發現給動物注射琥珀酸能迅速升高褐色脂肪組織的局部溫度。更有意思的是,給小鼠飲用琥珀酸水連續4周,能避免高脂飲食導致的肥胖(這說明,服用琥珀酸可以減肥,也可以作為抗寒飲料)。這種效應是依賴于UCP1,如果去除這種蛋白,琥珀酸的許多代謝效應都無法產生。
這就好比,一個房子,里面因為做飯需要生火,如果不打開門窗,房子內的溫度會升高,但是如果把門窗打開,則能散熱,房內溫度就可以降低下來。這里門窗就是UCP1,而琥珀酸就是開門的鑰匙。
當然人類和小鼠不同,明顯的差別就是體重相差懸殊。單位體重體表面積有很大不同,這是散熱的關鍵指標,體重越大散熱越差。人類保持體溫的能力要比小鼠容易。這也可能是人類為什么褐色脂肪的體重比例很小的原因。重要的是,隨著年齡增長,褐色脂肪越來越少,這導致年齡越大越容易肥胖(喝點琥珀酸水唄!)。當然琥珀酸對人類是否具有這種作用仍然需要進一步明確。