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站著真的能減肥!科學家首次證明下肢骨細胞可以調節脂肪代謝

發表時間:2018-01-08
俗話說的好,一白遮百丑,一胖毀所有。


顯然,對于胖,大部分人內心都是拒絕的。然而,生活中容易導致肥胖的因素實在太多了,很多因素往往會被我們所忽視,其中就包括久坐。


大量的研究表明,久坐會增加肥胖,心腦血管疾病以及全因死亡的風險(1)。但是,很多朝九晚五的上班族仍舊每天在辦公室坐很久。而這其中,除了單純的工作需求外,很重要的一個原因就是,大家普遍認為,坐著對我們的身體并沒有太大的影響;而站立對于肥胖以及心腦血管疾病的改善也并沒有多大的幫助。


而現在人們發現,事實上,站立對于改善肥胖的效果可能超乎我們的想象。


近日,來自瑞典哥德堡大學神經科學與生理學研究所的John-Olov Jansson教授帶領的研究團隊在小鼠體內發現了一套全新的基于下肢承重骨細胞的脂肪含量調節系統。


Jansson教授發現,骨骼中的骨細胞可以感受機體重量的變化,當機體體重增加時,骨細胞可以感受這一變化,刺激下丘腦抑制食欲、降低脂肪含量以及改善血糖水準;與此相反,當機體體重減輕時,骨細胞又會促進機體食欲、增加脂肪合成。顯然,長期久坐時,下肢骨細胞的“感覺”就是,機體太輕了,需要食物和脂肪。這一發現發表在《美國科學院院報》雜志上(2)。


Jansson教授


說到久坐會長胖,可能沒人感到稀奇,很多人都認為這是一個常識。畢竟,長時間的坐著的人,運動量本身就很低,那長胖是肯定的啊。然而,此前的研究卻發現,久坐導致的肥胖以及一系列的心腦血管疾病風險增加是獨立于身體活動之外的(3)。也就是說,久坐導致肥胖等并不是因為,久坐的人運動的少,而就是久坐本身就會導致肥胖。


那么久坐到底是如何導致肥胖呢?


由于此前的研究表明,骨細胞可以感受動態的高強度負荷的沖擊,調節骨結構以適應高強度的負荷(4)。也就是說,機體的骨細胞本身具有壓力感受功能。顯然,久坐時下肢一直處于放松狀態。因此,Jansson教授懷疑,骨細胞很有可能會通過感受機體的重量變化參與機體體重調節,并與久坐導致的肥胖密切相關。


骨骼可以感受體重刺激下丘腦調節食欲


為了驗證這一點,Jansson教授首先在成年大鼠和小鼠皮下植入一個占各自體重15%的膠囊,而對照組植入一個空殼,同時給與足夠的食物飼養它們,隨后分別記錄它們體重的變化。結果發現,無論是大鼠還是小鼠,在試驗開始僅兩天后,負重小鼠的實際體重相比于對照組就開始下降。


而到了14天的時候,負重鼠的體重降低達到最大值,降低的重量占總負重的80%左右。同時,MRI檢測顯示負重鼠的白色脂肪含量也顯著下降,不僅如此,其血糖水準也得到了相應的改善。此外,實驗過程中,負重鼠和實驗鼠之間的棕色脂肪含量,氧氣消耗,呼吸熵以及活動強度等都沒有明顯的區別。


小鼠體重變化,黑色為負重小鼠


然而,在實驗過程中Jansson教授發現,相比于對照小鼠,負重小鼠的食欲明顯降低。并且,當研究人員給對照小鼠喂食負重小鼠每天食量相同的食物時,對照小鼠的體重同樣會減輕,并與負重小鼠的體重減輕量幾乎一致。不僅如此,當研究人員移除負重小鼠皮下的膠囊后,小鼠的體重又會慢慢回升至與對照小鼠一致。這表明,機體的確可以感受到體重的變化,通過影響食欲來控制體重平衡。


但是,能夠感受機體重量變化影響食欲控制體重平衡的真的是骨細胞嗎?


為此,Jansson教授使用白喉毒素和轉基因技術清除了小鼠骨骼中的骨細胞。并給沒有骨細胞的小鼠和骨細胞完全的小鼠皮下都植入負重膠囊,結果發現,清除骨細胞后的小鼠并不會對負重做出反應,體重變化與清除骨細胞后的無負重小鼠幾乎相同,同時二者的白色脂肪含量也都相同。但骨細胞完全的小鼠,在負重情況下,無論是體重還是脂肪含量,都顯著降低,這表明,小鼠體內感受體重變化,影響食欲控制體重平衡的就是骨細胞。


負重小鼠體內的脂肪含量顯著降低


隨后,研究人員開始深入研究骨細胞感受到體重變化后,到底是如何影響食欲的。


此前的研究表明,骨骼是一個分泌器官,可以分泌多種物質,例如骨鈣素等參與機體代謝調節(5)。因此,Jansson教授設想,骨細胞感知體重變化調節食欲可能是通過分泌某些物質作用于下丘腦食欲調節信號通路實現的。


但是,在實驗過程中Jansson教授發現,目前已知的骨骼分泌的與代謝調節相關的4種物質(包括硬骨素,骨鈣素,成纖維細胞生長因子23以及脂鈣蛋白2)等在負重小鼠體內含量并沒有發生明顯變化。不僅如此,目前已知的參與食欲調節的激素,包括瘦素,饑餓素,胰高血糖素樣肽1等都不會受到小鼠負重的影響。


因此,Jansson教授表示,他們發現了一種全新的獨立于瘦素之外的脂肪動態調節機制,即骨細胞響應于機體體重變化,通過對食欲的控制,維持機體體重穩定。不過,其中的具體機制還需要進一步的探討。


然而毋庸質疑的是,骨細胞的確會響應體重變化,參與體重的調節。這也意味著,如果我們不愿意通過減少食物攝入以及適量的運動來減肥,或許可以每天多站會兒,讓骨頭感受到生命的重量,也能幫助我們控制體重。


參考資料:


1.Levine JA, et al. (2005) Interindividual variation in posture allocation: Possible role in


human obesity. Science 307:584–586.


2.Jansson J O, Palsdottir V, H?gg D A, et al. Body weight homeostat that regulates fat mass independently of leptin in rats and mice[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017: 201715687.


3.Chau J Y, van der Ploeg H P, Merom D, et al. Cross-sectional associations between occupational and leisure-time sitting, physical activity and obesity in working adults[J]. Preventive medicine, 2012, 54(3): 195-200.


4.Lee K, Jessop H, Suswillo R, et al. Endocrinology: bone adaptation requires oestrogen receptor-α[J]. Nature, 2003, 424(6947): 389-389.


5.Lee N K, Sowa H, Hinoi E, et al. Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton[J]. Cell, 2007, 130(3): 456-469.


6.http://www.sciencealert.com/study-discovers-internal-biological-scales-monitoring-weight

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