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別讓肥肉害了肌肉!香港大學(xué)新研究提出保護(hù)肌肉的減肥新方法

▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊編輯  


很多人知道,肥胖容易導(dǎo)致糖尿病、高血壓、動脈粥樣硬化、脂肪肝等慢性疾病。除此之外,肌肉功能變差也是肥胖癥患者中的常見現(xiàn)象

近期,香港大學(xué)的研究小組在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Autophagy上發(fā)表論文,為我們揭示了肥胖導(dǎo)致骨骼肌代謝受損、耐力下降的原因。與此同時,他們還提供了一種潛在的治療方法。


這支研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),肥胖會導(dǎo)致骨骼肌減少分泌一種生長因子,造成肌肉的脂肪代謝速度減緩。這種生長因子名為腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF),正如這個名字意味的那樣,它通常被認(rèn)為來源于大腦,功能是維持神經(jīng)細(xì)胞的生存和活性。然而,新研究顯示,BDNF也是一種“肌肉激素”,并且它的功能和控制體重有關(guān)

研究小組通過肥胖小鼠和培養(yǎng)細(xì)胞模型研究了肌肉分泌的BDNF起什么作用。他們在實驗小鼠中設(shè)法去除了其骨骼肌中編碼BDNF的基因。這種基因缺陷小鼠吃了高脂肪食物以后,不但更容易發(fā)胖,也會出現(xiàn)更嚴(yán)重的胰島素抵抗。與對照小鼠相比,肌肉無法正常分泌BDNF的小鼠能量消耗顯著偏低。

一系列生化、組織、代謝組學(xué)的實驗分析表明,這是因為肌肉細(xì)胞缺少BDNF時會造成線粒體周轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題。


肥胖導(dǎo)致線粒體代謝功能受損

線粒體的重要功能是用營養(yǎng)物質(zhì)為細(xì)胞制造能量,當(dāng)它們正常損耗時,原本可以通過一種叫做“自噬”的過程進(jìn)行回收清除。然而,BDNF的缺席使其下游信號通路無法啟動,受損的線粒體從可回收垃圾變成了不可回收垃圾,不斷累積在肌肉組織中。如此一來,肌肉代謝脂肪的能力下降,導(dǎo)致肌細(xì)胞內(nèi)沉積了很多脂肪,干擾肌肉對胰島素的敏感性。

“由此可見,肌肉的BDNF是一種體重控制蛋白,通過增加能量消耗和維持胰島素敏感性來起作用。”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的陳志斌博士總結(jié)說。 

腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子在肌肉代謝中的作用機制(圖片來源:參考資料[2])

接下來,研究小組嘗試著將上述發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為治療應(yīng)用:給肥胖的動物增強BDNF信號,是否可以幫助肌肉恢復(fù)代謝能力?

研究人員給肥胖小鼠喂食了一種叫做7,8-二羥基黃酮(7,8-DHF)的口服藥物。這是一種最早從南美洲植物葉片中發(fā)現(xiàn)的天然黃酮類分子,可以模擬BDNF增強其下游信號,目前被用于治療阿爾茨海默病的臨床研究。

研究人員發(fā)現(xiàn),經(jīng)過三個月的7,8-二羥基黃酮口服治療后,肥胖小鼠肌肉中的受損線粒體數(shù)量大大降低。

值得注意的是,陳志斌博士與同事在先前的研究中還發(fā)現(xiàn),口服7,8-二羥基黃酮可以幫助雌性肥胖小鼠減輕體重,恢復(fù)胰島素敏感性。因此,結(jié)合這一系列研究結(jié)果,不僅為我們理解肥胖為什么有損肌肉提供了新的認(rèn)識,也進(jìn)一步說明,增強BDNF信號的治療策略有潛力在將來用于治療人類的肥胖癥。

參考資料:
[1] Palak Ahuja et al., (2021) Muscle-generated BDNF (brain derived neurotrophic factor) maintains mitochondrial quality control in female mice. Autophagy Doi: https://doi.org/10.1080/15548627.2021.1985257
[2] HKU biologists reveal how obesity damages the skeletal muscle metabolism, a naturally occurring flavone is identified as a potential drug for obesity treatment. Retrieved Nov. 30, 2021 from https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/23625.html
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