在當(dāng)今社會(huì)，肥胖問題愈演愈烈，大大增加了2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病等心臟代謝異常的患病率。雖然人們對(duì)飲食和運(yùn)動(dòng)等生活方式因素在肥胖發(fā)展中的作用有一定了解，但科學(xué)家們逐漸認(rèn)識(shí)到，肥胖還與內(nèi)在的代謝異常有關(guān)，其中包括線粒體功能障礙。最近，加利福尼亞大學(xué)（UC）圣地亞哥醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的小鼠實(shí)驗(yàn)為我們揭示了肥胖如何影響細(xì)胞內(nèi)的線粒體，這是細(xì)胞中產(chǎn)生能量的重要結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠被喂以高脂飲食時(shí)，其脂肪細(xì)胞內(nèi)的線粒體會(huì)分裂成較小的結(jié)構(gòu)，其燃燒脂肪的能力降低。更為重要的是，研究結(jié)果表明，這一過程受到一個(gè)名為RalA的單一基因的控制，而在被喂高脂飲食的小鼠中刪除這一基因可以保護(hù)它們免受過度體重增加的影響。

研究的負(fù)責(zé)人Alan Saltiel博士在解釋研究結(jié)果時(shí)表示：“攝入過多導(dǎo)致的卡路里超負(fù)荷不僅會(huì)引起體重增加，還會(huì)觸發(fā)一系列代謝反應(yīng)，降低能量燃燒，使肥胖問題變得更為嚴(yán)重?！彼赋觯骸拔覀儼l(fā)現(xiàn)的RalA基因在健康體重向肥胖轉(zhuǎn)變的過程中起到了關(guān)鍵作用……慢性激活RalA似乎在抑制肥胖脂肪組織中的能量消耗中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過了解這一機(jī)制，我們離研發(fā)通過增加脂肪燃燒來應(yīng)對(duì)體重增加及相關(guān)代謝問題的有針對(duì)性治療更近了一步?！?/p>

研究人員通過在《自然代謝》雜志上發(fā)表的論文中詳細(xì)介紹了他們的研究成果，題為《肥胖導(dǎo)致RalA激活引起脂肪細(xì)胞內(nèi)線粒體分裂和功能障礙》。

肥胖問題已經(jīng)波及美國(guó)40%以上的成年人，其本質(zhì)是體內(nèi)脂肪過多積聚，主要存儲(chǔ)在脂肪組織中。正常情況下，脂肪組織除了通過緩沖重要器官和提供絕緣作用外，還通過釋放激素和其他信號(hào)分子來調(diào)節(jié)其他組織的能量消耗。然而，在肥胖等卡路里不平衡的情況下，脂肪細(xì)胞的能量燃燒能力開始下降，這也是肥胖者難以減重的原因之一。而這些代謝異常是圍繞肥胖形成的最大謎團(tuán)之一。

為了解答這一問題，Saltiel博士及其團(tuán)隊(duì)深入研究了肥胖與脂肪細(xì)胞內(nèi)線粒體之間的關(guān)聯(lián)。研究團(tuán)隊(duì)表示：“線粒體功能障礙是人類和嚙齒動(dòng)物肥胖、胰島素抵抗和脂肪肝病的特征性特征。盡管線粒體在健康脂肪細(xì)胞中發(fā)揮著重要的代謝作用，氧化燃料產(chǎn)生ATP并在產(chǎn)熱過程中產(chǎn)生熱量，但在肥胖者中，線粒體功能卻受到損害；然而，導(dǎo)致線粒體受損并如何促成肥胖及其眾多并發(fā)癥的過程仍然是一個(gè)未解之謎?！?/p>

在他們的研究中，團(tuán)隊(duì)通過將小鼠喂食高脂飲食，并測(cè)量該飲食對(duì)小鼠白色脂肪細(xì)胞內(nèi)線粒體的影響，發(fā)現(xiàn)了一種不尋常的現(xiàn)象。在高脂飲食后，小鼠脂肪組織的部分部位的線粒體經(jīng)歷了分裂，變成了許多較小且功能較弱的線粒體，導(dǎo)致其燃燒脂肪的能力降低。

△這些彩色條紋是脂肪細(xì)胞內(nèi)的線粒體網(wǎng)絡(luò)。加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，高脂肪飲食會(huì)分解線粒體，導(dǎo)致體重增加。

進(jìn)一步的研究表明，這一代謝效應(yīng)是由RalA這一分子的活動(dòng)所驅(qū)動(dòng)的?！拔覀儽砻?，高脂飲食喂養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致雄性小鼠腹股溝白色脂肪細(xì)胞中線粒體發(fā)生分裂，從而通過依賴RalA小GTP酶誘導(dǎo)的過程降低氧化能力。”研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)解釋道：“在高脂飲食后，RalA的表達(dá)和活性在白色脂肪細(xì)胞中增加?！?/p>

RalA這一分子有許多功能，其中之一是在線粒體功能受損時(shí)協(xié)助其分解。研究團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明，當(dāng)RalA過度活躍時(shí)，它會(huì)干擾線粒體的正常功能，從而觸發(fā)與肥胖相關(guān)的代謝問題?！奥约せ畹腞alA似乎在抑制肥胖脂肪組織中的能量消耗方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用?！盨altiel博士說道：“通過了解這一機(jī)制，我們離研發(fā)通過增加脂肪燃燒來應(yīng)對(duì)體重增加及相關(guān)代謝問題的有針對(duì)性治療更近了一步?！?/p>

研究人員還展示了通過刪除RalA基因，他們能夠保護(hù)小鼠免受由飲食誘導(dǎo)的體重增加的影響。“RalA基因的這些有益效果是通過逆轉(zhuǎn)由喂食高脂飲食誘導(dǎo)的白色脂肪細(xì)胞中線粒體分裂增加來實(shí)現(xiàn)的?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解釋說，他們發(fā)現(xiàn)在小鼠中受RalA影響的一些蛋白質(zhì)與人類蛋白質(zhì)類似，這些蛋白質(zhì)與肥胖和胰島素抵抗有關(guān)，這進(jìn)一步表明相似的機(jī)制可能推動(dòng)人類肥胖問題。

參考文獻(xiàn)：“Obesity causes mitochondrial fragmentation and dysfunction in white adipocytes due to RalA activation.”

編輯：王洪

排版：李麗