精氨酸对肥胖(精氨酸可以减肥吗)
肥胖型高血压患者的福音
图片说明:在一项由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和美国心脏协会(American Heart Association)进行的研究中,William Durante博士领导的密苏里大学(University of Missouri,MU)研究团队发现了与肥胖型高血压有关的酶。图片来源:JEFFREY HOELSCHER
新发现为肥胖引起的动脉疾病带来了新的治疗方案。
肥胖是一个严峻的健康问题,全美国三分之一的成年人都深受其害。肥胖人群患糖尿病、心血管病以及高血压的风险更高。密苏里大学研究人员发现了一种引起肥胖型高血压的酶,这是治疗道路上的新选择。
密苏里大学医学院的医用药理学和生理学教授兼本研究第一作者William Durante说:“高血压是动脉血管持续处于较高血压的状态,使心脏在向全身运送血液时需要承受更大的压力。高血压会引起严重的健康问题,例如:心脏病、肾衰竭、器官损伤以及虚弱甚至血管破裂。通过对肥胖白鼠和瘦弱白鼠的遗传基因作对比,我们发现由于分解分子的过程中精氨酸酶活性较高,会引起肥胖动物体内缺乏氨基酸精氨酸。”
精氨酸酶遍布身体,但其主要存在于肝脏内。其作用是协助分解氨,最终通过尿液排出体外。然而,Durante的团队发现同瘦弱白鼠相比,肥胖白鼠的血液及血管内精氨酸酶活性更高。
Durante说:“这一发现的问题在于精氨酸酶分解动脉及血液中的精氨酸过程中,一氧化氮是由精氨酸形成的气体,可放松血管、降低动脉血压。精氨酸酶对精氨酸的破坏降低了一氧化氮含量,从而导致血管狭窄引起高血压。”
科学家们使用两种方法来治疗精氨酸缺乏症,首先给肥胖动物的饮食中补充L-精氨酸。第二种方法是使用降低精氨酸酶活性的药物。两种方法都达到了预期效果,但是相比来说使用精氨酸酶抑制药物更胜一筹。
Durante表示:“降低精氨酸酶活性是治疗高血压专业方法,因为这更具针对性,弥补了肥胖症患者的生化缺陷。L-精氨酸是一种天然氨基酸,常见于红肉、禽肉、鱼和奶制品中。我们也将它制成营养补充剂或药物。然而,单纯使用L-精氨酸并不是最好的治疗选择。因为精氨酸可增加一氧化氮,可能会引起其他的连锁反应,它可以被精氨酸酶转化为阻碍营养流通的另类化合物。”
研究者将进一步探究引起肥胖动物血管及血液中精氨酸酶活性增高的原因。这一研究成果将是肥胖病人的福音。
Durante说:“肥胖不是具体哪个国家存在的健康问题,而是世界性的难题。治疗肥胖型高血压的关键是有效降低精氨酸酶的活性。这一发现是治疗肥胖型高血压的突破口。”(科学之家,译审:CR Yang)
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清华大学医学院胡小玉与药学院陈立功课题组合作在《免疫》发文揭示代谢分子肌酸的免疫调节功能
肌酸在巨噬细胞极化过程中的功能和分子机制
8月6日,清华大学医学院胡小玉课题组联合药学院陈立功课题组在《细胞》(Cell)子刊《免疫》(Immunity)杂志在线发表了题为 《Slc6a8介导的肌酸转运和积累通过调控细胞因子应答来重编程巨噬细胞的极化》(Slc6a8-mediated creatine uptake and accumulation reprogram macrophage polarization via regulating cytokine responses)的研究论文。该文章揭示了L-精氨酸的下游代谢产物肌酸在干扰素IFN-γ介导的巨噬细胞活化[M(IFN-γ)]和白介素IL-4介导的巨噬细胞活化[M(IL-4)]中分别发挥着关键调控作用。
肌酸在哺乳动物中大多数分布在大脑、骨骼肌和心肌当中,主要通过转运蛋白Slc6a8运输到细胞内。之前的研究表明,肌酸在肌肉和神经系统中以能量介质的形式偶联ADP-ATP的反应并发挥着重要的生理功能,而肌酸在免疫系统中的功能则鲜为人知。在巨噬细胞中,由诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和精氨酸酶(arginase 1)介导的两条L-精氨酸代谢通路分别在M(IFN-γ)和M(IL-4)过程中扮演着至关重要的角色,而肌酸代谢作为L-精氨酸的另外一条代谢途径却在巨噬细胞中少有研究。于是,研究人员想要探索肌酸是否也在巨噬细胞的免疫活化过程中发挥重要功能。
在研究思路上,研究人员主要采用功能缺失(Slc6a8基因敲除)和功能获得(补充外源肌酸)的策略来探究肌酸在巨噬细胞中的功能和作用机制。在课题研究初期,和大多数科学探索一样,研究人员对“表型”的探究不算顺利,陷入了寻找肌酸在巨噬细胞中有何功能的困境当中。在长时间地尝试了各种体内和体外实验后,他们发现在生理状态下,巨噬细胞缺少肌酸并不会影响其发育和吞噬功能。此外,在脂多糖(LPS)刺激的条件下,肌酸缺失也不会影响巨噬细胞中LPS介导的下游信号通路和基因表达。这些实验结果一度让研究人员认为肌酸在巨噬细胞中可能没有什么功能,然而研究人员并没有放弃对肌酸功能的探索,直到有一天尝试了干扰素IFN-γ的刺激后,他们惊奇地发现肌酸缺失大大活化了巨噬细胞中IFN-γ介导的下游基因表达,如Nos2和Cxcl9等。并且小鼠体内实验也验证了肌酸在髓系细胞中缺失可以引起iNOS和CXCL9的高表达,从而显著提升小鼠抵抗李斯特菌感染的能力。
这些发现极大地激发了研究人员的探索兴趣,并驱使研究人员想进一步揭示肌酸是通过什么样的机制来抑制IFN-γ介导的基因表达的。因为肌酸是细胞内一种重要的能量介质,研究人员猜想肌酸是否会通过能量相关代谢通路来调控相关基因表达,然而大量实验表明肌酸缺失并不会影响巨噬细胞中AMPK和mTOR等代谢相关信号通路。就在一筹莫展之际,研究人员将目光重新聚集在IFN-γ介导的JAK-STAT1信号通路上。经过大量分子和生化实验分析,研究人员最后发现肌酸是以一种非ATP依赖的方式抑制IFN-γ受体与JAK2的相互作用来阻碍JAK-STAT1信号的传递,从而抑制下游促炎症基因表达。经过以上一番探索,肌酸M(IFN-γ)中藏着的面纱被逐渐揭开,研究人员也没有停止探究的步伐,想继续研究肌酸在M(IL-4)中的功能。利用类似的研究策略和长时间的探索之后,研究人员发现肌酸通过ATP依赖性的染色质重塑来维持一些IL-4关键靶基因的染色质开放程度并促进其表达,增强M(IL-4)的活化,从而使巨噬细胞拥有更强的招募嗜酸性粒细胞和伤口修复的能力。
所以,肌酸与L-精氨酸中iNOS和arginase 1介导的两条代谢通路一样,在巨噬细胞中也发挥着重要功能,这三条代谢通路严密地调控着巨噬细胞的极化,形成一个精密的免疫代谢网络。肌酸在巨噬细胞中作为一类抗炎型代谢物,通过不同的机制来抑制M(IFN-γ)并提升M(IL-4)活化,可以作为一个潜在的靶点用于治疗巨噬细胞极化紊乱带来的疾病,如动脉粥样硬化、肥胖、组织纤维化和肿瘤等,具有重要的生理意义。同时,对肌酸转运蛋白Slc6a8的探索也再次验证了转运蛋白家族在免疫系统中的重要功能,为未来免疫代谢的研究提供了新的思路。
清华大学免疫所胡小玉研究员和药学院陈立功研究员为本文的共同通讯作者,生命科学联合中心2014级直博生吉亮亮和药学院2015级博士生赵心彬为本文的共同第一作者。此外,来自胡小玉课题组的博士研究生张彬、康兰和来自陈立功课题组的博士研究生宋文欣均对本研究作出了重要贡献。该论文还得到了来自清华大学生命科学学院的颉伟研究员和美国特种外科医院的赵宝红博士的大力支持。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、卫健委重大新药创制专项、清华大学-北京大学生命科学联合中学和清华大学免疫学研究所的资助。
论文链接:https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(19)30277-8
文字来源:清华大学药学院
精氨酸谷氨酸或助逆转脂肪肝,专家提醒:运动与减脂才是真正关键
脂肪肝,曾经被认为是一个轻微的健康问题,如今却逐渐成为全球范围内威胁健康的“隐形杀手”。你或许听说过精氨酸和谷氨酸这两种物质,它们的名字近年来频繁出现在健康领域的讨论中,有研究甚至指出它们可能在脂肪肝的逆转中起到一定作用。而专家们却一再提醒,运动与减脂才是真正关键!这两种物质究竟有多神奇?脂肪肝又是如何悄无声息地侵蚀人体健康的?让我们从一位患者的真实经历说起。
李先生,35岁,是一家互联网公司的程序员。由于工作繁忙、久坐不动,再加上经常熬夜点外卖,他在一次单位体检中被告知患有轻度脂肪肝。起初,他并不在意,总觉得“不过是脂肪多了点”,只要控制饮食就能改好。可是一年后复查,脂肪肝竟然进展为中度,而他的体重也从原本的75公斤飙升到85公斤。医生提醒他,如果不重视,很可能发展为肝纤维化,甚至肝硬化。这个警告让李先生陷入了深深的焦虑,也让他开始认真反思自己的生活方式。
脂肪肝的形成与危害正如李先生的经历那样,往往在不知不觉中加重。脂肪肝的全称是非酒精性脂肪性肝病,它的发病率在全球范围内已超过25%,而在肥胖人群中更是高达70%。中医将其归类为“肝郁脾虚”“痰湿内阻”的病症,多与饮食不节、情志失调、过劳等因素相关。西医则认为其核心机制是肝细胞内脂质的异常堆积,伴随胰岛素抵抗和慢性炎症反应。无论从中医还是西医的角度来看,脂肪肝的危害都不容小觑。
从症状上看,脂肪肝早期通常没有明显的不适,只有少数患者会感到右上腹隐痛或疲劳乏力。而随着病情进展,可能出现肝功能异常,甚至发展为肝纤维化和肝硬化。更为严峻的是,脂肪肝还与心血管疾病、2型糖尿病密切相关,使患者的整体健康风险大幅增加。
随着医学研究的深入,精氨酸和谷氨酸逐渐被发现对脂肪肝可能具有一定的辅助治疗作用。精氨酸是一种重要的氨基酸,在体内参与多种代谢活动,能够促进一氧化氮的生成,改善肝脏血流量,降低氧化应激,减少肝细胞的损伤。
而谷氨酸则是合成谷胱甘肽的重要原料,有助于肝脏的解毒和抗炎能力。近年来,有一些小规模临床研究表明,这两种物质的联合使用可能在一定程度上逆转肝细胞脂肪变性。而这些研究的样本数量和数据尚不足以得出明确结论,专家们强调,它们仅能起到辅助作用,真正关键的仍然是运动与减脂。
运动为何如此重要?从西医的角度来看,运动能够增强胰岛素敏感性,促进肝脏脂质的代谢,减少肝细胞内脂肪的堆积。而从中医的角度来看,运动则可以帮助疏肝解郁、健脾化湿,有助于恢复人体的阴阳平衡。李先生在确诊中度脂肪肝后,听从医生的建议,开始每周进行5次中等强度的有氧运动,例如快走、游泳和骑自行车。他还坚持做一些力量训练,以提高肌肉含量,促进基础代谢率的提升。
在饮食方面,李先生也做出了很大的调整。他开始减少高糖、高脂肪食品的摄入,增加全谷物、蔬菜和优质蛋白质的比例。医生特别提醒他,精氨酸和谷氨酸可以通过口服补剂获得,但更推荐从天然食物中摄取,例如精氨酸丰富的坚果、豆类,以及谷氨酸含量较高的蘑菇、海带等。天然饮食搭配运动,更健康,还能减少药物滥用的风险。
除了运动和饮食调整,中医的调理方式也在脂肪肝治疗中发挥了重要的作用。中医临床上常采用针灸、推拿和中药汤剂进行综合治疗。柴胡疏肝散可疏肝解郁,健脾化湿;四君子汤则能益气健脾,化痰导滞。李先生在医生的建议下,每周接受一次针灸治疗,并服用了一段时间的中药汤剂,这些综合措施帮助他更快地改善了身体状态。
经过半年的努力,李先生的体重下降到75公斤,脂肪肝也从中度恢复为轻度。他的肝功能指标显著改善,整个人的精神状态焕然一新。这一切都说明,脂肪肝并不是不可逆的,只要坚持科学的生活方式,完全可以实现逆转。
而并不是所有人都能像李先生一样及时警醒并付诸行动。脂肪肝的隐匿性往往让患者忽视其危害,而一些所谓的“保肝神药”更可能让患者产生依赖,放松对运动和饮食的管理。专家们反复强调,脂肪肝的治疗核心是生活方式的全面改变,任何药物或补剂都只能作为辅助。
脂肪肝的预防也同样需要从生活方式入手。日常生活中要注意保持规律作息,避免暴饮暴食和久坐不动,适当增加运动量。饮食方面应少油少盐,避免过多摄入高热量的垃圾食品。对于已经患有轻度脂肪肝的人群,定期复查肝功能和B超检查尤为重要,以便掌握病情变化并及时调整治疗方案。
文章结尾,不禁让人思考:在这个快节奏的现代社会中,健康的生活方式是否已经被我们逐渐忽视?精氨酸和谷氨酸或许是未来医学研究的重要方向,但归根结底,真正的健康之路依然掌握在我们自己手中。脂肪肝的逆转并不是依靠奇迹,而是靠每一天的坚持。今天,你是否已经迈出了第一步?
参考资料:
1. 《非酒精性脂肪性肝病诊疗指南(2018年版)》
2. 中国中医科学院:《中医对脂肪肝的认识与治疗》
3. 《Journal of Hepatology》:精氨酸和谷氨酸在肝病治疗中的潜在作用
4. 世界卫生组织(WHO):脂肪肝流行病学数据及健康指导
以上内容均基于权威文献与临床经验整理,仅供参考,具体治疗请遵医嘱。