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急需能量?别担心,来点“大力酶”

你正在开始马拉松的冲刺,或试图拖着你的重行李爬上楼梯的最后一阶,使劲又使劲却觉得实在没力气之时,你的身体却能召唤一点额外的能量让你应急。它究竟从何而来?

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根据一个最新的研究,我们的线粒体中一种酶有助于从细胞能源储备中开发出一些应急能量。而某些膳食补充剂,在理论上,或许能帮助人们提取这些额外的动力(研究还未能证实)。


这个酶,肉碱乙酰基转移酶(carnitine acetyltransferase,CrAT),位于线粒体内。它的作用是将关键的代谢分子转化为乙酰肉碱,也能反向得将乙酰肉碱分解。这篇研究报道发表在最新的Cell Metabolism。


为了深入研究CrAT在能源生产中的作用,美国杜克大学的代谢生理学家Deborah Muoio和他的同事使用适合老鼠大小的跑步机,测试了两组老鼠的耐力。其中一组老鼠的肌肉中缺乏CrAT;其他老鼠这有正常量的酶。研究人员随后加速跑步机设置,迫使小鼠发力。无论在跑步机上逐渐或突然加速,肌肉缺乏CrAT的老鼠都先发生体态不稳。老鼠体力耗尽之前,CrAT缺乏组的老鼠奔跑的距离只是对照组的老鼠70%。


这些跑步机上的研究结果表明,当肌肉缺乏氧时,乙酰肉碱会被分解释放一些能用于能源生产反应的代谢原料。研究人员猜想是否提高乙酰水平能够刺激这一进程,并提高动物体能表现。Muoio和同事们开始从小鼠中取出腿部肌肉并予以刺激使其收缩,直到肌肉力量产生下降了50%,这是一种来测量肌肉疲劳的方法。如果将乙酰肉碱化合物加入对照组小肌肉,小鼠的肌肉疲劳时间被延迟。


相比之下,乙酰肉碱对无CrAT小鼠肌肉却无任何影响。然后研究人员回到活鼠身上,给两组小鼠的饮水中加入等量的乙酰化学物亲属。4周后,对照组小鼠比实验前跑的距离增多27%,而无CrAT小鼠的耐力却无任何变化。Muoio和同事们还调查了人是否有同样的机制。他们简单采集了运动员和普通人的肌肉样本,发现运动员的肌肉组织含有更多的CrAT。


乙酰肉碱和相关化合物其实广泛应用在膳食补充剂。尽管研究人员用小鼠和人类已经测试了两种化合物,不过还不能直接证明CrAT和乙酰肉碱能提高肌肉的耐力。Muoio表示本研究不是暗示每个人都应该服用肉碱补充剂。不过肉碱或CrAT的水平降低的人或许能从中受益,比如老年人或者有肥胖或糖尿病的人。


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