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老年人體重增加?你可能與鈣相處不佳

以色列魏茲曼科學研究院的科學家們發現了一種基因,不論年長者的飲食為何,它皆可能會導致體重增加。

 

當減肥失敗時,人們常常會把原因歸咎於基因。現在科學家們證實了這項觀點。基因確實可能在老年人體重的增加中扮演重要的角色。在最近的一項研究中,魏茲曼科學研究院的研究人員發現一種調節細胞內鈣成分的基因可能會導致老年人身上常見的一種現象:即便老年人們沒有改變飲食,也可能會出現令人沮喪的脂肪增加和相應的肌肉流失。

 

鈣是我們骨骼中主要的礦物質,不過它也儲存於我們體內的特殊細胞隔間內,充當細胞的生物「信使」於細胞之間傳遞信息。為了維持這個功能,細胞必須在每次釋放礦物質時補充其鈣儲藏。細胞內部有一套由兩個單位組成的系統來調節鈣的補充:第一個是監測鈣儲存量的感測器;第二個是細胞膜上一個允許鈣通過的單向通道,該通道通常是關閉的,只有在感測器檢測到儲備耗盡時才會打開,以允許鈣離子通過。

 

魏茲曼生物分子科學系和分子神經科學系Eitan Reuveny教授所帶領的研究團隊認為,這種維持細胞鈣含量於適當範圍內的調節機制,可能參與了人體在老化過程中所發生的代謝變化。研究人員早在2012年就開始研究這個機制,當時他們發現了一種名為SARAF的蛋白質,在儲存量充滿時附著在鈣離子感測器上並切斷它與通道的通訊,從而限制鈣離子進入細胞。

 

在最近的研究中,由Reuveny教授研究團隊中的Diana Gataulin博士主導之下,科學家們探究這種蛋白質在體內可能具有的更廣泛的調節作用。為此,他們將普通小鼠與剔除產生SARAF蛋白基因的基因工程改造小鼠進行了比較。

 

基因被剔除之後,最明顯效果是小鼠新陳代謝的減慢和體脂肪的增加。在三個月大時,這些小鼠的體重就比未經基因工程改變的小鼠重10%。隨著時間的推移,新陳代謝的下降更加劇烈,到1歲時,缺乏SARAF基因活性的小鼠比對照小鼠重20%。

 

小鼠是夜行性動物,在微弱的光照條件下會非常活躍,但肥胖小鼠在夜間活動量低於正常程度。它們的組織成分逐漸發生了變化,它們的身體轉化更多地脂肪而不是肌肉。電腦斷層掃描顯示脂肪主要在腹部積聚,這與老年人脂肪積聚的方式相似,細胞內每個脂肪滴明顯增大。研究人員還發現,缺乏SARAF基因的小鼠白色脂肪累積較多,白色脂肪是與肥胖相關的類型,它取代了有益於健康新陳代謝和生產熱量的棕色脂肪。

 

小鼠到了一歲(老年),小鼠的肝臟中也積累了白色脂肪並導致脂肪肝。這種疾病會增加肝硬化和癌症的風險。這些小鼠也患有甲狀腺功能低下症,會減慢新陳代謝並導致肥胖。即使和對照組小鼠採用一樣的飲食、並保持相同的血糖水準,這些受到基因改造的小鼠還是經歷了肥胖變化。

 

接下來,科學家們探索了SARAF如何影響新陳代謝的潛在機制。他們首先針對由腦垂腺所分泌的血管加壓素來進行探討,當身體需要能量時,血管加壓素會響應大腦發出的信號而分泌,血管加壓素會迅速觸發釋放細胞中儲備的鈣信使,告訴身體加速能量產生。當科學家們將血管加壓素添加到缺乏SARAF的小鼠肝細胞中時,鈣的釋放速度比預期的緩慢。這意味著鈣在那些細胞中達到最大量級的時間要晚得多,而不是在身體需要能量流入時達到高峰。換句話說,肝細胞需要很長時間才能響應血管加壓素信號,最終在過晚的時候產生過多的能量。

 

由於未使用的能量會以脂肪的形式儲存,因此這些發現揭示了一種可能與肌少型肥胖症相關的分子機制。肌少型肥胖是指老年人與飲食無關的體重增加,並伴有肌肉流失和身體脂肪不成比例增加的現象。「我們的研究結果表明,SARAF的活性受損可能是肌少型肥胖症的可能原因」,Gataulin博士說。

 

「肥胖是一種全球流行病,對數百萬人的健康構成風險。發現在老年肥胖中造成關鍵作用的基因,可以為開發治療這種疾病的醫療方法開創先機。」,Reuveny教授說。

 

Reuveny教授指出,基因對老年性體重增加的影響並非一成不變。「當我們將受到基因改造的肥胖小鼠置於嚴格的訓練計劃時,它們成功減了肥」,他說。「隨著年齡的增長,運動可能更為重要,因為此時可能會發展出易於肥胖的遺傳傾向」。

 

 

資料來源

https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/gaining-weight-you-have-bone-pick-calcium

更新日期 : 2023/09/20