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內科

在禁食期間,脂肪細胞接管尿苷產生

作者:佚名 來源:生物谷 日期:2019-09-28
導讀

         在哺乳動物進食、睡覺和禁食期間,它們如何維持兩種生物學上至關重要的代謝物平衡?這一問題的答案可能改寫一些教科書。

關鍵字:  禁食 |  

        在一項研究中,來自美國德州大學西南醫學中心的研究人員報道脂肪細胞“是肝臟的后備”,換言之,它們維持著對葡萄糖(血糖)和尿苷(uridine)的嚴格調控。尿苷是身體在制造RNA分子、正確地制造蛋白和作為能量儲備儲存葡萄糖等一系列基本過程中使用的一種代謝物。他們的研究可能對糖尿病、癌癥和神經疾病等幾種疾病產生重大的影響。相關研究結果發表在Science期刊上,論文標題為“An adipo-biliary-uridine axis that regulates energy homeostasis”。

        代謝物是由代謝過程產生的物質,如在復合糖和淀粉的代謝過程中產生的葡萄糖,或者用于蛋白生物合成的氨基酸。

        論文通信作者、德州大學西南醫學中心塔奇斯通糖尿病研究中心主任Philipp Scherer博士說,“正如葡萄糖那樣,體內的每個細胞需要尿苷才能保持存活。葡萄糖是體內產生能量所需的,特別是對大腦中的神經元而言。尿苷是細胞中很多分子的基礎構成單元。”

        Scherer博士說,“生物教科書上記載肝臟產生尿苷供循環系統使用。但是我們發現肝臟僅在進食狀態下作為這種代謝物的主要制造者發揮作用。在禁食狀態下,身體的脂肪細胞接管尿苷產生。”

        基本上,這種尿苷產生方法能夠被視為一種勞動分工。研究人員發現在禁食期間,肝臟忙于產生葡萄糖,因此脂肪細胞接管產生釋放到血液中的尿苷的角色。這些發現在人類、小鼠和大鼠研究中得到再現。

        盡管尿苷具有多種作用,但是這項研究是首次報道脂肪細胞在禁食期間產生血漿中的尿苷,而且脂肪細胞-肝臟-尿苷軸調節著身體的能量平衡。

        論文第一作者、德州大學西南醫學中心內科助理教授Yingfeng Deng博士發現在禁食期間,血液中的尿苷水平上升,在進食期間下降。在進食期間,肝臟通過分泌尿苷到膽汁中降低尿苷水平。膽汁被轉移到膽囊中,隨后被傳送到腸道中,在那里,膽汁有助吸收營養物。

        Scherer博士說,“它證實腸道中的尿苷有助吸收葡萄糖;因此,尿苷協助葡萄糖調節。”

        Scherer博士補充道,血液中的尿苷借助于大腦中的下丘腦影響著另一個受到嚴格調節的系統---體溫。他說,它似乎表明僅由脂肪細胞產生的尿苷降低體溫。

        這項研究的其他關鍵發現有:

        (1)血液中的尿苷水平在禁食期間上升,而在進食期間快速地下降。過量的尿苷被釋放到膽汁中。

        (2)肝臟是主要的尿苷生物合成器官,在進食狀態下,促進血液中的尿苷水平上升。

        (3)在禁食狀態下,脂肪細胞主導尿苷生物合成和提高血液中的尿苷水平。

        (4)禁食誘導的尿苷上升與代謝率下降導致的核心體溫下降相關聯。

        在膳食研究中,這些研究人員發現長期攝入高脂肪食物會減弱禁食降低體溫的效果。長期攝入高脂肪食物也與肥胖存在關聯。Deng博士說,進一步的測試表明這種現象的原因在于在長期攝入高脂肪食物后,在禁食期間,血液中的尿苷水平上升程度下降了。

        心臟等器官嚴重依賴于來自血漿的尿苷。未來的研究問題包括研究進食誘導的這些器官中的尿苷水平下降的影響,以及減肥手術(bariatric surgery)是否影響血液中的尿苷水平。

        Scherer博士說,“我們的研究揭示出體溫調節和代謝之間存在著直接的關聯性,這表明一種基于尿苷的能量平衡模型可能為在未來研究尿苷平衡和這種過程如何在糖尿病狀態中失去調節鋪平道路。”

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