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荷兰科学家发现减少光照时间可减肥

人工光照时间的延长,让现代人作息规律改变,导致睡眠大量减少,工作时间明显延长,这一改变让人类的自然生物钟被打破,许多研究证据提示,这可能是肥胖等代谢性疾病产生的重要原因。最新一项研究发现,延长小鼠光照时间能减少脂肪燃烧速度,这一研究或许能作为一种减肥的理想手段,简单的减肥可能只需要关灯。


哺乳动物一般都有棕色和白色两种脂肪组织,两种脂肪组织都储存能量,但是白色脂肪释放能量供应给其他组织,棕色脂肪则消耗自身脂肪产生热量。多年来,科学家试图刺激棕色脂肪产生更多能量以达到减肥目的,研究发现β3肾上腺素受体具有激活棕色脂肪燃烧脂肪产热的作用。


荷兰莱顿大学医学中心生物化学家Patrick Rensen带领开展了这一最新研究,试图确定光照和棕色脂肪活性的关系,科学家每天将小鼠暴露在人工光照环境下分别持续12、16或24小时,然后检测棕色脂肪β3肾上腺素受体活性和从血液中摄取葡萄糖和脂肪酸的能力。


结果发现,光照时间超过正常12小时时,动物的棕色脂肪从血液摄取能量物质的能力下降,棕色脂肪细胞的β3肾上腺素受体活性也下降,这些细胞燃烧脂肪产热的速度下降。此时,血液中的能量物质被白色脂肪吸收导致肥胖。虽然饮食和运动强度一样,但光照时间长的小鼠脂肪重量分别平均增加了25%和50%。这一研究刚刚在PNAS上报道。


这一发现支持过去关于打破生物节律能引起动物和人类肥胖的发现,有研究发现延长光照时间促进肥胖的作用比饮食的因素更重要,尤其是短期效应。按照Rensen教授的观点,如果这一研究结论正确,生物节律打破导致肥胖的原因是因为棕色脂肪活性下降。


为进一步确定棕色脂肪活性下降,Rensen小组将支配棕色脂肪的交感神经切断,这会导致运送维持生物节律的神经信号被中断。动物失去神经支配棕色脂肪也会减少能量的摄取,类似于光照时间延长的效应,这提示生物节律破坏阻断了来自交感神经的神经信号是导致棕色脂肪活性下降的原因。


德国汉堡-埃彭多大学医学中心生物化学教授Jörg Heeren认为这一研究非常精彩,研究非常明确地证明了棕色脂肪在这一现象中的中心地位。


Rensen说,针对小鼠的研究结果能不能符合人类的情况现在还不能确定,因此现在利用调整光照时间进行减肥的策略仍然为时过早,不过可以开展这方面的研究,例如希望减肥的人士可适当考虑光照时间的检测,如果将来能在人类也明确这一效应,那么将卧室光线调暗将是一个好的办法。


肾上腺素β受体为儿茶酚胺受体之一,一般属于抑制反应,可引起血管、子宫和支气管肌等弛缓和心脏兴奋。β1受体主要分布于心脏,可增加心肌收缩性,自律性和传导功能。还分布在瞳孔开大肌,起扩瞳作用。β2受体主要分布于支气管平滑肌,血管平滑肌和心肌等,介导支气管平滑肌松弛,血管扩张等作用。β3受体主要分布于白色及棕色脂肪组织,调节能量代谢,也介导心脏负性肌力及血管平滑肌舒张作用。


当β受体与GS蛋白结合,激活腺苷酸环化酶(AC)使三磷酸腺苷(ATP)转化为环磷酸腺苷(CAMP),导致细胞内CAMP水平增高,CAMP激活PKA,PKA,磷酸化多种蛋白质,包括L型Ca2+通道,促进Ca2+内流,使细胞内Ca2+浓度升高,导致各类生物学效应。


β3肾上腺素受体,去年哈佛大学生物学家Matthias Nahrendorf发现发现,将饲养笼斜放、黑暗和光照快速变换、定期隔离和大量动物拥挤放置等慢性应激,可以激活骨髓干细胞上β3肾上腺素受体,不过当时研究是发现这种受体激活能导致骨髓内炎症细胞被唤醒,促进动脉硬化的形成。根据这一研究,β3肾上腺素受体激活产生的效应就比较尴尬了。不过由于细胞类型不一样,或许可以采用针对性刺激措施,例如用电刺激神经的方法获得理想的效果。


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