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科学家培育出世界最胖小鼠,证明胖子也可以很健康

撰文 | nagashi

减肥和瘦身是当下最受热议的话题之一。在现代社会,随着生活质量水平的提高和生活习惯的改变,饮食过剩、运动量下降导致的肥胖率飙升成为一个严峻的社会问题。实际上,长期以来,许多研究人员和医生以及更广泛的社会大众都认为肥胖意味着不健康。

在日常生活中,很多人会出于美貌和健康而坚持减肥,但很少人会去探究肥胖是否真的与健康存在联系,也没有人解答一个疑问——如果肥胖意味着不健康,那为何人类这么容易肥胖?

美国德克萨斯大学西南医学中心的糖尿病研究专家 Philipp Scherer 教授却提出了一个与大众认知截然相反的观点:体重和健康是不相关的

在德克萨斯大学西南医学中心的实验室中,Philipp Scherer 团队培育出了一种世界上最胖的转基因小鼠,它们重约130g,相当于人类的272公斤。这些小鼠的父母缺乏瘦素或过量分泌脂联素,前者是一种食欲抑制素,它会发出停止进食的信号,后者由脂肪细胞大量分泌,被认为有助于新陈代谢健康,防止与肥胖有关的疾病,如2型糖尿病。

这些肥胖小鼠融合了父母的特征,他们不断地吃东西而迅速肥胖,但与其他瘦素缺乏的小鼠不同的是,它们的胆固醇和血糖水平都很健康,不会患上2型糖尿病等代谢疾病。尽管这些小鼠的新陈代谢很健康,但它们的寿命并不正常——超重使它们容易失去平衡,因此容易翻转并卡住,最终导致脱水和死亡。

但单纯从结果来看,肥胖和超重并没让这些小鼠不健康,这说明肥胖者仍然可以保持健康

肥胖并不意味着不健康

值得注意的是,在研究之外还有一个棘手的实际问题——科学如何指导肥胖患者和他们医生。毫无疑问,肥胖有不同的亚型,其中一些亚型危害更大。一些研究表明,体重增加和2型糖尿病风险增加之间有明显相关性,甚至与癌症相关。

然而,加州大学戴维斯分校的生理学家 Lindo Bacon 持相反的观点:“很明显,有很多人属于肥胖这一类,他们没有任何疾病的迹象,却活得又长又健康。我父亲和我都因严重的膝盖疼痛去看矫形外科医生,我接受了手术获得了健康,但我父亲却因肥胖而被告知必须减肥。我父亲最终死于膝盖问题,他本可以从伸展、强化和膝盖手术中受益。”

尽管 Lindo Bacon 同意肥胖和健康状况不佳会同时发生,但他坚持认为脂肪本身并不是疾病的主要因素。他认为,贫穷、歧视和获得健康食品等健康的社会决定因素可能要重要得多。事实上,一些研究表明,与那些有肥胖相关健康问题的人相比,没有代谢紊乱的肥胖患者通常受教育程度更高,也更富有

与此同时,许多科学家表示,虽然有明显的证据表明过多的脂肪会造成严重的健康风险,但他们同意一些倡导人士的观点,即对肥胖患者的关爱需要从简单地强迫他们减肥转变,而这种方式往往会失败。

北卡罗来纳大学教堂山分校和卡罗林斯卡学院的临床心理学家、饮食失调专家 Cynthia Bulik 表示,很多人都经历过减肥和体重反弹,这种循环往复造成了精神上的折磨,并深刻地影响了他们的人际关系和社交生活,它影响了一切。

由此看来,肥胖和健康不相关的观点无疑是十分具有积极意义的,这指导人们更应该把重点从体重转移到代谢健康的可测量指标上,从而更精确、更有效地践行健康的生活方式。

脂肪所在的位置很重要

长期以来,科学家们一直在探索肥胖和健康问题之间的联系。2020年12月7日,一项发表在 Obesity Science and Practice 期刊上的研究显示,对英国近300万成年人进行了平均11年的跟踪调查,研究结果显示BMI在30到35之间的人患2型糖尿病的风险是BMI正常人群的5倍。体重指数在40到45之间的人患病风险要高出12倍。

不仅如此,肥胖还会增加患心脏病、中风、睡眠呼吸暂停、某些癌症和骨关节炎的风险。

但值得注意的是,肥胖对健康存在负面影响并不是绝对的。例如,许多肥胖的人拥有健康的胆固醇和血糖水平,而许多瘦子却没有。对此,在剑桥研究和治疗代谢疾病的 Antonio Vidal-Puig 表示:“在治疗肥胖的医院,那里的人体重有120公斤,甚至140公斤,但并不是所有的人都有代谢健康问题。相反,那些体重70或80公斤的人反而可能是胰岛素抵抗患者并患有糖尿病。此外,这种趋势也因种族而异。”

Philipp Scherer 团队培育的超重小鼠为这种差异提供了线索——这些肥胖但健康的小鼠的肪储存在皮肤下,而不是在肌肉或肝脏等器官中。事实上,研究人员和医生也发觉,内脏脂肪多的人比皮下脂肪含量高的人患健康问题的风险更高。

多伦多大学内分泌学家 Bernard Zinman 表示:“当一个人有高内脏脂肪时,就容易发生代谢性疾病。内脏脂肪会产生炎症分子,而影像学研究表明,它与肝脏、胰腺和肌肉中的脂肪堆积有关。”

内脏脂肪和皮下脂肪

相比之下,皮下脂肪可以滋养健康,作为能量储存,帮助缓冲肌肉和骨骼。一些证据表明,患有心力衰竭或癌症等疾病的人如果稍微超重,会比瘦的人活得更好。2005年,美国疾病控制与预防中心和国家癌症研究所的一个研究团队发现,总体而言,不过度肥胖的人的死亡率要略低于体重正常的人。

不仅如此,皮下脂肪还是一个安全阀,如果没有这样一个储存多余脂肪的区域,脂肪就会转移到内脏区域。一种被称为脂质营养不良综合症的罕见疾病也证实了这一点,这类患者不能积聚皮下脂肪,看起来很瘦,但他们很容易发展为糖尿病和脂肪肝。

Philipp Scherer 表示,皮下脂肪是我们的朋友,我们需要它,如果你缺少了脂肪组织,你就真的有大麻烦了。

基因决定肥胖者是否健康

2021年2月22日,丹麦哥本哈根大学的研究人员在 Nature Metabolism 上发表题为:Genome-wide discovery of genetic loci that uncouple excess adiposity from its comorbidities 的研究论文。

该研究列出了62个与高脂肪相关的基因位点,它们与高脂肪和低心脏代谢风险显著相关。功能分析表明,这62个位点富集了脂肪组织中的表达基因,以及影响脂肪细胞分化的基因的调控变异,包括控制炎症、能量消耗和胰岛素信号传导的基因区域。

Antonio Vidal-Puig 是这篇文章的作者之一,他对可能导致脂肪组织随时间变化的基因特别感兴趣,比如帮助提高皮下脂肪的存储能力或减少炎症。肥胖患者的脂肪组织有更多的纤维化也促使他探索基因在脂肪纤维化中的作用。

与此同时,Philipp Scherer 等人也在继续探索脂联素的作用。他指出,有大量炎症和纤维化的不健康脂肪产生的脂联素更少。相反,在小鼠身上,过量的激素似乎扩大了它们皮下的储存能力。

Philipp Scherer 团队今年4月份在 eLife 期刊发表的一项研究指出,脂联素似乎还能保护小鼠在衰老过程中避免代谢不健康。

在人类方面,华盛顿大学圣路易斯分校营养肥胖研究中心主任 Samuel Klein 进行了迄今为止最详尽的研究之一。自2016年以来,他和同事们对三组人进行了一系列测试:45名新陈代谢健康的肥胖者,45名新陈代谢不健康的肥胖者,以及25名瘦子。

研究人员至少收集一次肌肉和脂肪活检,采集血样,注射胰岛素以测量胰岛素如何调节肌肉中的葡萄糖代谢。参与者被随机分配到不同的饮食,包括地中海饮食(高纤维、低脂肪)和植物性饮食,以测试每种饮食对新陈代谢的影响。

研究结果显示,代谢不健康组的脂肪中纤维组织的生成比代谢健康组的脂肪中纤维组织的生成更多,这提示我们肥胖并不是不健康的象征。对此,Ruth Loos 博士表示:“有些人遗传上容易肥胖,但心脏病风险很低,这十分有趣。”

代谢健康肥胖(MHO)

今年,Philipp Scherer 等人基于1.2万名美国成年人和37.4万名英国成年人的研究数据提出了代谢健康肥胖(MHO)的一个新定义,它包含三个关键标准:收缩压低于130mmHg、没有糖尿病、女性的腰臀比低于0.95,男性低于1.03。

大约40%的美国和20%的英国人群符合这一定义,14年后,这些人死于心脏病、中风、糖尿病或其他原因的可能性并不比新陈代谢健康、体重正常的人高。这一发现只适用于BMI低于40的人,在此之上,无论代谢健康状况如何,死亡风险都升高了。

代谢健康肥胖(MHO)

由此看来,肥胖并不一定会带来健康问题,临床医生除了关注患者的体重之外,还应该多关注心脏和代谢指标,如甘油三酯和血压。争取新陈代谢更健康的身体的一种方法是运动或锻炼,这可以改善对胰岛素的反应,帮助清除肝脏中的脂肪,甚至不需要减肥。人们之所以关注肥胖,部分原因是肥胖是肉眼可见的,而我们无法直观看到胆固醇水平,以及肝脏中的脂肪含量等等。

参考文献:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/osp4.474

https://www.nature.com/articles/s42255-021-00346-2

https://elifesciences.org/articles/65108

https://www.sciencemag.org/news/2021/07/obesity-doesn-t-always-mean-ill-health-here-s-what-scientists-are-learning

对高脂肪食物上瘾食欲大增开始发胖?原来是这里有炎症

外媒称,人类大脑很容易对富含脂肪的食物上瘾。千百年来,对这种食物的偏好帮助人类拥有越来越大的大脑,并得以在食物匮乏的环境中维持生命。脂肪是热量的主要来源之一,当遇到脂肪,神经元就会激发食欲,让人大快朵颐,同时为食物匮乏的时期储备足够的营养物质。

据西班牙《国家报》网站7月5日报道,虽然现在人的生活方式已经与过去大不相同,但是即便在富含脂肪、盐分和糖分的食物垂手可得的环境中,大脑依然对这类食物充满了渴望。而这就是人类的肥胖问题难以根除的原因所在。对抗进化过程是一件不可能完成的任务。

美国一个科研组在这一进化过程中发现了一个关键因素,而这一发现或将有助于研发对抗肥胖的特效药。此前有研究发现,下丘脑神经元在瘦素等激素的调节之下,控制食物的摄入和能量平衡。但这只是这个过程中的一部分。新研究显示,大脑免疫系统的细胞——小胶质细胞会在人体摄入高脂肪食物的情况下发炎,而这种炎症与食欲旺盛以及随之而来的超重和肥胖有关。

报道称,研究人员在研究过程中通过基因技术将实验鼠的小胶质细胞摘除或者灭活,结果发现虽然实验鼠依然摄入高脂肪食物,但是这些经过基因修改的实验鼠的食量减少了15%,体重减轻了40%。相反,正常的实验鼠在小胶质细胞发炎的情况下,食量就会增加33%,体重甚至增长到正常值的4倍。这一切都表明,高脂肪饮食会导致小胶质细胞发炎,进而诱发暴饮暴食。

研究人员指出,目前研发出的药物能够直接作用于控制食欲的神经元,但容易造成抑郁症和焦虑等副作用。从治疗学的角度出发,对小胶质细胞进行干预更加简单易行。此项研究为寻找一种能够调节这种机制的特效药打开了大门。

研究人员称,与实验鼠一样,肥胖者的小胶质细胞也处于发炎状态,但是体重正常的人并不存在这种情况。大脑受损、神经退行性疾病和癌症患者也会出现小胶质细胞发炎的情况。(编译/刘丽菲)

鼠年话鼠 大自然有平衡法则不能任由老鼠灭绝

老鼠是四害之一,它的害处究竟有哪些?危害又有多严重呢?中国农业科学院植物保护研究所鼠害课题组副研究员王大伟说,老鼠的害处主要有四种,“盗窃粮食,咬坏家里的器物,传播疾病,破坏生态平衡”。

老鼠和人类的关系。受访者供图

不仅偷粮食还偷菜偷鸡

“硕鼠硕鼠,无食我黍”,这首两千多年前的诗歌中,就有对老鼠偷粮食的哀叹,王大伟说,“事实上,老鼠不仅偷粮食,还偷瓜果蔬菜,它会顺着向日葵的秆爬上去,把向日葵上的瓜子都吃光,它还会咬死禽畜,我在新疆调查时就遇到过,有许多养种鸽的人家,遭遇鼠害,咬死很多珍贵的种鸽”。

被老鼠吃空的向日葵。受访者供图

如果家里进了老鼠,粮食失窃只是损失之一,老鼠还会咬坏衣物、家具甚至还有房梁。

王大伟说,“这和它的天性有关,要磨牙,不然牙齿长长不能进食,就会死掉。在城市里,老鼠咬断电线造成失火的现象时有发生,在纽约、芝加哥、巴黎这些大城市,老鼠造成的危害十分严重,在纽约,人们不堪其扰,甚至训练狗去抓老鼠,还自发成立了捕鼠队”。

老鼠的危害不止针对人类,在自然界中也有可能发生。

被老鼠咬伤的鸽子。受访者供图

王大伟说,“如果自然界老鼠泛滥,很可能会毁坏生态。许多海岛是鸟类的乐园,同时也是老鼠的乐园。它们不但大肆屠杀各种珍稀鸟类,还偷吃鸟蛋。之前就有哺乳动物偷吃恐龙蛋的说法,看来这个是老祖宗传给老鼠的能力。岛国新西兰本土几乎没有原生哺乳动物,老鼠来了之后大量繁殖,让这个国家不堪其扰。因此,出台了一系列措施:到2050年实现全岛无鼠,每年要斥巨资防鼠。”

传播疾病,无疑是鼠害中最令人害怕和担忧的。王大伟说,“老鼠现在已知可以携带60多种传染病,而且不乏鼠疫、出血热、森林脑炎等这些烈性疾病。其中有些常见的疾病具有很强的隐蔽性,和普通的感冒发烧很像,大家往往想不到是烈性疾病,结果延误治疗,导致严重的后果。其实鼠疫在初期确诊后用抗生素疗法,大部分病例还是可以挽救的。”

老鼠引发的7种常见疾病。受访者供图

鼠疫千年中杀死近2亿人

在老鼠传播的疾病中,鼠疫可能是最知名的。王大伟说,“鼠疫是鼠疫杆菌引起的,有腺鼠疫、肺鼠疫和败血症鼠疫3种。腺鼠疫主要通过血液传播鼠疫杆菌给人,通过直接的血液接触,例如伤口,或者通过中间宿主进行传播,例如从跳蚤到老鼠再到人。肺鼠疫则可以通过飞沫传染,在人间、人和动物间进行传染。”

人类历史上,鼠疫大暴发,往往会造成惨烈的伤亡。

王大伟说,“有记载以来曾经发生过3次鼠疫大流行。第一次是公元6-8世纪的东罗马帝国。欧洲损失惨重,直接杀死1亿欧洲人,使人口减少了50%。第二次是公元14-18世纪,就是这次鼠疫被称为‘黑死病’。这次欧亚大陆都有重大损失,死亡5000万。世界名著薄伽丘的《十日谈》写的就是以此次大鼠疫为背景展开的。第三次鼠疫大流行值得特别铭记,这次鼠疫起源于我国云南地区,在对抗鼠疫中,华人伍连德做出了巨大的贡献。他第一次发现鼠疫可以通过空气传播;还明确了鼠疫是由旱獭携带,并传播给人的;而且鼠疫病人的尸体必须烧毁,才能有效控制鼠疫蔓延。由于伍连德的正确处理,这次鼠疫在东三省仅死了几万人,比前两次要少得多。他还参与筹建了协和医院,为我国现代化医学奠定了基础,是一位非常了不起的科学家。”

三次鼠疫大流行,一共杀死了近2亿人,超过了所有人类战争的总和。

王大伟说,“这让人类不得不重视鼠疫的防控。事实上,科学家们一直在研究鼠疫,对它的了解也比以前多了很多。比如我们知道了,鼠疫主要的宿主是旱獭类、黄鼠类啮齿动物,近些年我国发生的鼠疫都是因为猎取旱獭而造成的,一方面是伤口的直接接触,另一方面就是跳蚤的传播。”

3000年前就有竹鼠陪葬

老鼠为害不浅,是否完全没有益处呢?也不尽然。

王大伟说,“老鼠其实也有用处,它可以做药用、皮毛可以做衣帽,它是重要的实验动物,此外还担负着平衡生态的作用”。

人类食用和药用老鼠的历史很久远,王大伟说,“考古学家在殷墟中发现了陪葬的竹鼠肉,这说明早在3000年前,竹鼠已经被作为食物和祭品。同时,中药材中有很多以老鼠入药的,比如鼢鼠骨可以代替虎骨治疗类风湿,鼯鼠粪也是一味中药,叫五灵脂。”

在过去,旱獭、麝鼠、河狸的皮毛都是很好的制作皮衣皮帽的材料,王大伟说,“在历史上,由于欧美上层人士流行穿河狸皮的衣物,人们曾大量的猎杀河狸。《荒野猎人》里小李子扮演的角色,就是专门猎取河狸皮的猎人。在欧洲人到达北美以前,河狸数量估计有1亿-2亿只,结果滥捕滥杀导致多地河狸处于濒危状态,甚至彻底灭绝。后来中国丝绸进入美洲,改变了流行趋势,河狸皮的需求下降,种群才得以恢复”。

为实验动物所立的慰灵碑,大小白鼠是人类实验中最常用到的动物之一。受访者供图

众所周知,大、小白鼠都是重要的实验动物。

王大伟说,“在医药、基础科学的研究领域的实验中,大、小白鼠广泛应用。另外,一些基因的功能也需要用小白鼠进行测试,例如敲除某个基因,看看有哪些性状出现了,比如肥胖,假设科学家敲除了某个基因,发现老鼠变胖了,那么就可以知道,这个基因可能和肥胖有关,再以此设计药物,就有可能对治疗肥胖症有帮助,当然,这是一个非常复杂的过程,远不止这么简单”。

老鼠和生物链。受访者供图

在自然界的生态平衡中,老鼠还是一个举足轻重的角色。王大伟说,“在自然界中,植物是生产者,其上就是老鼠等动物,老鼠吃植物,同时,它又是狐狸、鹰隼、蛇等动物的食物,这就组成了多条食物链,可以说老鼠滋养了食肉兽类、食肉鸟类、食肉爬行类,撑起了陆生脊索动物门所有的3个纲,对生物多样性的丰富功不可没”。

老鼠灭绝同样会带来生态灾难

那么,老鼠有可能灭绝吗?人类千万年来一直和老鼠做斗争,是否会有一天,真的把老鼠从地球生物圈中赶出去呢?

王大伟说,“老鼠、尤其是小型老鼠的繁衍能力、适应能力都非常强大,看起来似乎很难杀绝,有一种猜想,假如发生核大战、行星撞地球等全球性灾难,人类幸存下来的几率可以说小之又小,而老鼠的高繁殖力、高适应性、快速传代与进化的能力,赋予了其成为人类之后的下一个主宰者的可能。当然,这只是猜想。”

现实中,不同老鼠的生存处境并不相同,王大伟说,“大型的老鼠,例如水豚、河狸都曾被人类捕杀几近灭绝。有些小型老鼠虽然繁衍能力很强,但也难逃灭绝的境地。在100多年前,就有4种灭绝的小老鼠。澳大利亚的珊瑚裸尾鼠在2016年也宣布灭绝,是全球气候的变化的受害者。在我国,1983年才发现的伊犁鼠兔仅有1000多只。世界自然保护联盟把2010年7月24日定为‘拯救伊犁鼠兔日’,这说明伊犁鼠兔的处境也非常危险。此外,还有一些老鼠,如林睡鼠、蒙新河狸、帚尾豪猪,也都是濒危动物或国家保护动物。”

濒危或国家保护动物中的鼠类。受访者供图

为何要保护老鼠,而不是任其灭绝呢?

王大伟解释说,“一是为了生态平衡,假如老鼠灭绝,那么以它为食物的其他动物也可能因此灭绝,如果有一天我们到草原上,发现没有飞鸟、走兽、爬虫,一片静悄悄,那将会是一个很可怕的景象。所以现在应对老鼠这种有害生物的策略,也在从完全杀灭转向管理控制。在家里的老鼠肯定要除恶务尽,但在野外,在生态系统中,我们必须用系统论的观点去看待它们,客观分析和评估它们的作用,认识到它们的两面性,合理控制它们的种群数量,既不造成严重危害,也不会灭绝。因为老鼠灭绝,同样可能会带来生态灾难,而且这种灾难很可能是巨大的”。

从疫病防御的角度看,灭绝老鼠同样不是最佳的选择。

王大伟说,“我们都知道,细菌、病毒的生存能力极强,假如灭绝了老鼠,能不能同样灭绝相应的病毒和细菌呢?很难。很可能出现的情况是,老鼠灭绝了,这些病毒和细菌重新换一个宿主。我们现在知道老鼠身上大概有哪些病毒、细菌,哪些是对人类有威胁的,可以针对性地防御,把病毒留在老鼠身上,或者留在野生动物身上,尽可能不让它传染到人类群体中。但是如果老鼠灭绝了,病毒换了宿主,我们就要重新做许多基础工作,去寻找那个新的宿主,制定新的防控策略。假如它的新宿主是会飞的鸟类,那就更麻烦了,因为鸟类的活动半径要比老鼠大得多,传播给人的可能性也就更大”。

新京报记者 周怀宗

编辑 张树婧 校对 何燕