脂肪細胞利用脂肪分子作為能量儲存的一種手段。這些分子由連接到甘油骨架的三個脂肪酸組成,通常被稱為甘油三酯。長期以來,人們認(rèn)為這些分子在儲存過程中不斷發(fā)生變化,定期被分解和重建--這個過程被稱為"甘油三酯循環(huán)"。但是這個假設(shè)是真的嗎?如果是的話,這個過程的目的是什么?
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小鼠脂肪細胞中的脂肪液滴: 脂肪滴的膜被染成綠色,而儲存在其中的脂肪被染成紅色。資料來源:Johanna Spandl/波恩大學(xué)
"直到現(xiàn)在,這些問題還沒有真正的答案,"波恩大學(xué)LIMES研究所的Christoph Thiele教授博士解釋說。"在過去的50年里,確實有這種永久性重建的間接證據(jù)。然而,到目前為止,還缺乏這方面的直接證據(jù)"。
問題是:為了證明甘油三酯被分解,脂肪酸被修改并重新納入新的分子,人們需要跟蹤它們在身體中的轉(zhuǎn)變。然而,每個細胞中都有成千上萬種不同形式的甘油三酯。因此,跟蹤單個脂肪酸是非常困難的。
Thiele說:"我們已經(jīng)開發(fā)出一種方法,使我們能夠給脂肪酸貼上一個特殊的標(biāo)簽,使它們變得明確無誤。他的研究小組以這種方式標(biāo)記了各種脂肪酸,并將它們加入到小鼠脂肪細胞的營養(yǎng)介質(zhì)中。然后小鼠細胞將標(biāo)記的分子納入甘油三酯中。實驗結(jié)果能夠表明,這些甘油三酯并沒有保持不變,而是不斷地被降解和重塑。"
研究人員解釋說:"每個脂肪酸每天大約分裂兩次并重新連接到另一個脂肪分子上。但這是為什么呢?畢竟,這種轉(zhuǎn)換需要花費能量,而這些能量是作為廢熱釋放的--細胞從中得到了什么?直到現(xiàn)在,人們還認(rèn)為細胞需要這個過程來平衡能量的儲存和供應(yīng)?;蛘?,它也許只是身體產(chǎn)生熱量的一種方式。我們的結(jié)果現(xiàn)在指向一個完全不同的解釋,有可能在這個過程中,脂肪被轉(zhuǎn)化為身體需要的東西。"
不易利用的脂肪酸因此會被提煉成更高質(zhì)量的變體,并以這種形式儲存起來,直到它們被需要。
脂肪酸主要由碳原子組成,它們像火車的車廂一樣一個一個地掛在后面。它們的長度可能非常不同:有些只由10個碳原子組成,有些則由16個甚至更多。在他們的研究中,研究人員產(chǎn)生了三種不同的脂肪酸并給它們貼上了標(biāo)簽。其中一個是11個,第二個是16個,第三個是18個碳原子長。
"這些鏈長通常也會在食物中發(fā)現(xiàn),"Thiele解釋說。
短脂肪酸被淘汰,長脂肪酸被"改進"
標(biāo)記使研究人員能夠準(zhǔn)確追蹤不同長度的脂肪酸在細胞中發(fā)生的情況。這表明,由11個碳原子組成的脂肪酸最初被納入甘油三酯中。然而,在很短的時間后,它們又被分離出來,并被輸送到細胞外。兩天后,它們不再能被檢測到。這種較短的脂肪酸對細胞的利用率很低,甚至?xí)p害它們,因此,它們很快就被處理掉了。
相比之下,16原子和18原子的脂肪酸仍然留在細胞中,盡管不是在它們原來的脂肪分子中。它們也逐漸被化學(xué)改性,例如被插入額外的碳原子。在最初的脂肪酸中,碳原子更多的是以單鍵相連--大致上就像人的鏈條,鄰居們手拉手。隨著時間的推移,這有時會發(fā)展成雙鍵--就像派對上的狂歡者在跳康加舞。在這個過程中形成的脂肪酸被稱為不飽和脂肪酸。它們對身體來說是可以更好地利用的。
Thiele強調(diào)說:"總的來說,通過這種方式,細胞產(chǎn)生的脂肪酸比我們最初用營養(yǎng)液提供的那些脂肪酸對機體更有益。從長遠來看,這導(dǎo)致例如從棕櫚酸形成油酸,這是高品質(zhì)橄欖油的一個組成部分,例如棕櫚脂肪中含有的油酸。然而,只要脂肪酸還在脂肪分子內(nèi),細胞就不能改變它們。它們必須首先被分離出來,然后被修改,最后再粘回去。沒有甘油三酯的循環(huán),也就沒有脂肪酸的修改。
因此,脂肪組織可以改善甘油三酯。如果我們吃下并儲存了含有不利脂肪酸的食物,當(dāng)我們饑餓時,它們就不必再以這種狀態(tài)釋放出來。我們拿回來的東西含有較少的"短"脂肪酸,更多的油酸(而不是棕櫚酸),以及更多重要的花生四烯酸(而不是亞油酸)。
"盡管如此,我們應(yīng)該在飲食中注意盡可能多地攝入高質(zhì)量的膳食脂肪,"該研究人員強調(diào)說。因為提煉從來沒有百分之百的效果。此外,一些脂肪酸沒有被儲存,而是直接在體內(nèi)使用。在下一步,研究人員現(xiàn)在想測試人類脂肪組織中發(fā)生的過程是否與試管中單個小鼠脂肪細胞中發(fā)生的過程相同。他們還想找出哪些酶使循環(huán)發(fā)揮作用。
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