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導讀 | 很多人之所以肥胖與“營養(yǎng)過剩”有關聯(lián),這一飲食因素會影響生物鐘,但是背后的機制卻不清晰。現(xiàn)在,一項新研究揭示,高脂肪飲食會促使小鼠產(chǎn)生新的肝臟“生物鐘”,從而影響脂肪的囤積和消耗。 |
這幅圖展示了轉錄因子SREBP、PPAR-α與調控脂肪代謝的生物鐘有關聯(lián):“后輪”SREBP,直接驅動脂肪的合成,通過“前輪”PPAR-α間接驅動脂肪燃燒的同步變化;小鼠手中的“水瓶”中含有一個PPAR-α的激動配體,負責增加PPAR-α的驅動力。圖片來源:Annie Spikes, Dongyin Guan and Mitchell A. Lazar, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania; Cell
7月26日,來自于賓夕法尼亞大學Perelman醫(yī)學院的科學家們在《Cell》期刊在線發(fā)表了這一篇題為“Diet-Induced Circadian Enhancer Remodeling Synchronizes Opposing Hepatic Lipid Metabolic Processes”的研究。
他們發(fā)現(xiàn),隨著肝臟脂肪含量的增加,身體燃燒脂肪的能力也會上調。而且,這些相反的生理過程會在每天下午5點達到峰值。這意味著,暴飲暴食、生物鐘、肝臟脂肪累積之間存在一種意料之外的聯(lián)系。
肥胖、生物鐘
“我們知道,肥胖會導致脂肪在肝臟中累積,從而導致炎癥甚至于增加肝炎、肝衰竭、肝癌風險。”Peen糖尿病、肥胖和新陳代謝研究所主任 Mitchell Lazar表示,“這背后關聯(lián)著巨大的健康問題。”
盡管有10億人受到營養(yǎng)不良的不利影響,但是依然有10億人因為攝入過多的熱量,即“營養(yǎng)過剩”而導致肥胖和其他代謝紊亂,包括2型糖尿病、心血管疾病、脂肪肝、高血壓和癌癥。
脂肪產(chǎn)生和燃燒所遵循的生物鐘是一個約24小時的生理循環(huán)過程。在分子水平中,這些循環(huán)涉及到生物鐘核心蛋白(在身體幾乎所有細胞都有表達)的調控回路。這一節(jié)律通過整合環(huán)境刺激、遺傳信息,以一種組織*的方式控制基因有節(jié)奏的表達。
營養(yǎng)過剩會破壞生物鐘,進而影響代謝紊亂。了解影響晝夜節(jié)律與代謝紊亂之間關聯(lián)的機制,對于制定治療肥胖相關疾病對策很有必要。
飲食引發(fā)的肥胖會重塑肝臟生物鐘
“我們推測,飲食誘導的生物鐘變化(反對脂肪代謝過程)是為了應對營養(yǎng)過剩,確保脂肪燃燒率超過脂肪累積率。”作者Dongyin Guan博士表示道。
這一24小時的生物鐘為“時間療法”的可行性提供了思路——在藥物有效、耐受強的時間用藥,提高療效、減少毒性。研究團隊發(fā)現(xiàn),脂肪燃燒的節(jié)律是由PPAR-α蛋白所調控的。
而且,PPAR-α蛋白的激活依賴于SREBP1蛋白,后者直接負責脂肪的合成。這意味著,當“營養(yǎng)過度”引發(fā)脂肪堆積時,生物鐘會努力驅動脂肪消耗。
圖片來源:Cell
應用價值
PPAR-α是一種貝特類藥物(一類降甘油三酯和降膽固醇藥物)的作用靶標。下午5點左右,肝臟中的PPAR-α蛋白含量達到峰值。Mitchell Lazar好奇,當PPAR-α蛋白達到高水平時,靶向PPAR-α的短效藥物是否有好處?
他們發(fā)現(xiàn),相比于早晨,一種短效的PPAR-α藥物在下午給藥更能減少肝臟脂肪累積,這類似于他汀類藥物(降膽固醇藥物)在就寢時間服用一樣。
“我們的結果支持,由于PPAR-α節(jié)律,在特定的時間降低肝臟、血液脂肪水平的藥物可能更有效。” Lazar表示,“遵循這一原則更容易治療肝臟代謝類疾病,從而讓患者受益更大。”
責編:風鈴
參考資料:
Fat production and burning are synchronized in livers of mice with obesity