《自然》科學家發現一種減肥水

作者：孫學軍　來源：科學網

減肥有兩種基本辦法，少吃減少熱量攝取，或通過運動等辦法增加熱量消耗。從效果看，減肥手術是比較成功的方法。但是手術畢竟有風險，少吃多動道理簡單，執行起來也不那麼容易，否則就不會有那麼多人為減肥糾結了，這也是許多科學家希望幫助人們解決的問題，就是能不能通過吃點藥片解決這個問題。最近《自然》一篇最新研究論文，提出了吃一種簡單的代謝中間分子，可能具有誘導體內熱量消耗的功能。這種分子就是丁二酸，更常用的名叫琥珀酸。給小鼠飲用琥珀酸溶液，這種水有一定酸味，是比較容易讓人接受的口感。也就是說，科學家找到一種減肥水，目前在動物實驗中證明有效。

琥珀酸（包括鹽類）可產生酸味、呈味，可用於豆醬、醬油、日本酒、調味料等。琥珀酸鈉具有貝類特殊滋味的白色結晶粉末，在食品工業中用於調味劑、酸味劑、緩衝劑，用於火腿、香腸、水產品、調味液等。琥珀酸可以用做防腐劑，pH值調節劑,助溶劑;還可以用來合成解毒劑、利尿劑、鎮靜劑、止血藥、合成抗生素以及維生素A、維生素B等。

人類的脂肪組織有兩類，一種是白色脂肪細胞，一種是褐色脂肪組織。所以顏色不同，是因為褐色脂肪細胞內含有大量線粒體，因為線粒體內有比較多細胞色素，一般是血紅素蛋白。白色脂肪的主要功能就是存儲脂肪，褐色脂肪則是利用脂肪產生熱量，這對於恆溫動物寒冷環境下的體溫維持非常重要。

三羧酸循環是線粒體內的重要代謝通路，能將營養物質如葡萄糖、乳酸和脂肪酸變成二氧化碳，並利用這些能量物質的化學能轉化為大量高能電子。三羧酸循環產生的電子通過氧化磷酸化作用，把線粒體內膜內的氫離子（質子）轉運到內外膜之間產生質子的跨膜梯度，質子重新跨膜返回內膜內能驅動ATP酶將ADP磷酸化合成ATP。在褐色脂肪細胞內，質子可以不驅動ATP酶，而是通過解偶聯蛋白1 (UCP1)漏回。這種電子泄露不產生ATP，結果是產生大量熱量。

褐色脂肪產熱的能力受到許多學者的重視，因為通過激活這個過程能實現減肥的目標。為了達到這樣目的，需要了解如何啟動褐色脂肪燃燒脂肪的開關。在宏觀水平上，已經比較清楚的方法是寒冷刺激。在機制水平上，是寒冷信號被大腦接受，然後把信息傳遞給褐色脂肪，傳遞這個信號的是交感神經和腎上腺β受體。但是用藥物激活這個受體並不能實現減肥的目的。這也提示激活褐色脂肪燃燒脂肪還需要其他的激活信號。

哈佛大學Mills等通過對寒冷刺激後褐色脂肪組織內代謝物進行分析，結果發現琥珀酸的水平明顯升高，這種代謝物是三羧酸循環的重要中間代謝物質之一。

三羧酸循環中代謝中間產物大部分都局限於線粒體基質內，這些物質不斷產生也不斷被消耗，總體水平往往並不會升高太多。那麼褐色脂肪組織中的琥珀酸從何而來？研究發現，肌肉是琥珀酸的重要來源，因為寒冷刺激寒顫能提高血液中琥珀酸水平。

為了對血液中琥珀酸的去向進行跟蹤，Mills等給動物注射碳14標記的琥珀酸，發現這些重碳都聚集到褐色脂肪，這說明血液內琥珀酸是被褐色脂肪攝取，似乎這些琥珀酸能被褐色脂肪代謝。和這個推測一致的證據是，體外培養的褐色脂肪細胞能吸收並分解琥珀酸，而大多數其他細胞不具有這樣的能力。Mills 等發現給動物注射琥珀酸能迅速升高褐色脂肪組織的局部溫度。更有意思的是，給小鼠飲用琥珀酸水連續4周，能避免高脂飲食導致的肥胖（這說明，服用琥珀酸可以減肥，也可以作為抗寒飲料）。這種效應是依賴於UCP1，如果去除這種蛋白，琥珀酸的許多代謝效應都無法產生。

這就好比，一個房子，裡面因為做飯需要生火，如果不打開門窗，房子內的溫度會升高，但是如果把門窗打開，則能散熱，房內溫度就可以降低下來。這裡門窗就是UCP1，而琥珀酸就是開門的鑰匙。圖1

琥珀酸具體如何激活這種產熱效應？三羧酸循環中，琥珀酸是被琥珀酸脫氫酶催化變成富馬酸（是激活抗氧化的神分子。富馬酸鹽一直用於治療嚴重銀屑病。這種藥物還可以幫助防止多發性硬化症），同時將泛醌變成泛醇。這裡強調的是，琥珀酸脫氫酶也具有產生活性氧的能力，活性氧是促進褐色脂肪產熱的重要因素。作者因此提出，琥珀酸在褐色脂肪細胞內積聚激活琥珀酸脫氫酶活性，這樣使褐色脂肪細胞產生更多活性氧，活性氧升高是促進脂肪燃燒的關鍵。也許，琥珀酸激活了褐色脂肪細胞內的未知信號系統；也有可能是循環中的琥珀酸被大腦感受到，然後通過大腦激活褐色脂肪產熱。確定分子機制是學術問題，也能為確定更理想的人類使用劑量和方法提供重要信息。尤其需要了解的是，琥珀酸是如何被褐色脂肪細胞攝取的，這種攝取分子是什麼。

當然人類和小鼠不同，最明顯的差別就是體重相差懸殊。單位體重體表面積有很大不同，這是散熱的關鍵指標，體重越大散熱越差。人類保持體溫的能力要比小鼠容易。這也可能是人類為什麼褐色脂肪的體重比例很小的原因。重要的是，隨著年齡增長，褐色脂肪越來越少，這導致年齡越大越容易肥胖（喝點琥珀酸水唄！）。當然琥珀酸對人類是否具有這種作用仍然需要進一步明確。

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