
脂肪細胞。 3D對人脂肪細胞進行了特寫插圖。 (Olga Zinkevych在Shutterstock上的圖像)
鼠標模型研究表明,棕色脂肪如何改善運動性能並延長其壽命
簡而言之
- 與白脂肪不同,棕色脂肪會燃燒卡路里,可以通過改善體育鍛煉期間的血液流向肌肉來提高運動性能
- 具有增強棕色脂肪的小鼠長20%,表現出30%的運動表現,其益處可通過組織移植轉移
- 羅格斯研究人員正在開發一種可以激活人類棕色脂肪的藥物,可能會隨著年齡的增長而幫助人們保持身體健康
新澤西州新不倫瑞克 - 抗衰老藥物的下一個突破可能來自令人驚訝的來源:脂肪。但不僅是任何脂肪 - 褐色的脂肪,一種特殊的類型,可以燃燒能量而不是儲存能量。羅格斯大學(Rutgers University)的研究人員正在開發一種藥丸,可以在發現小鼠對運動能力和壽命的顯著影響後,可以增強這種有益的組織的活性。他們的工作表明,隨著年齡的增長,激活棕色脂肪可能是保持身體健康的關鍵,並有可能在一年內進行測試。
新的研究論文發表在雜誌上老化表明棕色脂肪不僅僅是為了保持我們的溫暖,它會積極貢獻更好的運動表現,並有可能延長我們健康的歲月。這篇論文由多蘿西·E·瓦特納(Dorothy E. Vatner),張張(Jie Zhang)和新澤西州羅特(Rutgers)的斯蒂芬·F·Vatner(Stephen F. Vatner)撰寫,對脂肪組織及其與運動能力和壽命的令人驚訝的聯繫提供了新的視角。
“隨著年齡的增長,鍛煉能力會降低,並且擁有一種可以提高運動表現的技術對健康的衰老”。 “該鼠標模型的鍛煉比正常的同窩仔。”
並非所有的脂肪都是平等的
大多數人認為脂肪是要損失的東西,但是棕色脂肪(也稱為棕色脂肪組織)工作方式不同從白脂中,我們通常會嘗試脫掉。這種特殊的組織會燃燒卡路里而不是將其儲存,從而通過稱為熱生成的過程產生熱量。雖然科學家幾十年來都知道棕色脂肪的產量能力,但組織與組織之間的聯繫運動表現代表著一個引人入勝的新邊界。
羅格斯團隊一直在研究一種特定的遺傳模型 - 缺乏稱為G蛋白信號調節劑14(RGS14)的蛋白質的小鼠,該蛋白質表現出巨大的表現壽命延長並提高運動表現。他們的研究發現,這些長壽命的小鼠具有更有效的棕色脂肪,這似乎是他們令人印象深刻的身體能力和壽命直接造成的。

白色和棕色脂肪之間的色素差異不僅僅是化妝品。棕色脂肪細胞包含許多線粒體 - 細胞發電廠,使這些細胞具有獨特的棕色。這些線粒體富含一種稱為解偶偶聯蛋白1(UCP1)的蛋白質,該蛋白質使它們能夠產生熱量而不是通常的蜂窩能量貨幣ATP。這種代謝柔韌性使棕色脂肪獨特地定位以影響全身能量消耗。
棕色脂肪移植的令人印象深刻的結果
研究人員最令人信服的證據來自移植實驗。當他們從長壽RGS14敲除小鼠中移植到正常小鼠中時,接受者在短短三天內就會顯著增強運動性能。相反,從其他正常小鼠接受棕色脂肪移植的正常小鼠也會顯示出改善,但僅在八週後。這表明,長壽命小鼠的棕色脂肪具有可以快速提高運動能力的獨特特性。
科學家說,移植的棕色脂肪增加了血流運動過程中的腿部,促進更好的氧氣和營養遞送到工作肌肉。它還刺激了新血管的形成並增加了現有血管的密度。從本質上講,棕色脂肪正在幫助建立一個更有效的循環系統,用於在體育鍛煉期間提供燃料。
轉基因的小鼠產生了異常高的活性棕色脂肪,並且在速度和是時候疲憊了。
在分子水平上,似乎通過增強的棕色脂肪(包括SIRT3(壽命相關蛋白),MEK/ERK信號傳導以及血管內皮生長因子(VEGF)的水平升高,幾種途徑似乎被激活。這些途徑共同改善線粒體功能,降低氧化應激,並增強血流 - 運動表現的所有關鍵因素以及壽命的潛在因素。
用棕色脂肪更好地老化
與衰老的聯繫變成更明顯檢查遺傳修飾的小鼠的外觀時。正常小鼠顯示典型的衰老跡象 - 灰色的皮毛, 脫髮和一般身體萎縮 - 但長期壽命的RGS14淘汰小鼠在老年時保持了更年輕的外觀。即使在高級時代,它們的外觀也更健康,避免了正常老年小鼠出現的典型衰老跡象。

修改後的老鼠現場大約20%比正常小鼠,女性的壽命比男性長,類似於人類的模式。雖然本文沒有探索性別差異,但它引發了有關性激素的有趣問題及其與棕色脂肪組織功能的潛在相互作用。
醫療應用遠遠超出了健身房。如果棕色脂肪確實具有這項研究建議的保護作用,則它可能成為預防或治療與年齡相關的疾病的治療靶標。肥胖,糖尿病,心血管疾病,癌症,和阿爾茨海默氏病所有人都被稱為可能應對基於棕色的脂肪干預措施的潛在條件。
Vatner說:“隨著醫學的所有進步,人類的衰老和壽命有所增加,但不幸的是,健康的衰老還沒有。” “與衰老有關的疾病很多 - 肥胖,糖尿病,心肌缺血,心力衰竭,癌症 - 我們要做的就是根據健康衰老的模型找到新藥。”
從實驗室到現實生活
瓦特納(Vatner代謝。這種方法基於他們以前的成功開發基於不同鼠標健康壽命模型的藥物的成功。
Vatner說:“我們正在與某些人合作開發這位代理商,希望在又一年左右的時間裡,我們將有一種可以測試的藥物。”他補充說,大多數人希望通過服用藥丸而不是冰浴來提高棕色脂肪水平,並且對將最新發現轉化為有效的藥物很樂觀。
對於那些想知道的人如何激活現在,他們自己的棕色脂肪,目前的科學表明,冷暴露是最有效的天然興奮劑之一。當我們冷時,交感神經系統釋放出去甲腎上腺素,該腎上腺素與棕色脂肪細胞上的受體結合併激活UCP1介導的熱量產生。同時,諸如故意冷暴露等技術可以自然增加棕色脂肪。研究發現,產生短期益處的努力,從增強的免疫系統功能到改善代謝健康,但Vatner表示,這些研究都沒有足夠長的時間來發現對健康衰老的任何影響。
目前,從這些小鼠研究到人類應用的路徑仍然不確定,但是研究作者希望能夠達到棕色脂肪激活藥物。
論文摘要
方法論
研究人員使用了缺乏G蛋白信號傳導調節因子14(RGS14敲除小鼠)的轉基因小鼠,它們與正常小鼠進行了比較。為了確定棕色脂肪是否負責他們觀察到的好處,團隊進行了移植實驗,將RGS14 KO小鼠的棕色脂肪移動到正常小鼠中,然後測試接受者在專門的跑步機上的運動表現。他們使用成像技術和檢查組織樣品測量了後肢的血流,以確保新血管形成的跡象。該小組還分析了分子標記,以識別棕色脂肪對運動能力影響的特定細胞途徑。
結果和局限性
轉基因小鼠的壽命比正常小鼠長約20%,並且表現出約30%的運動表現。當將這些小鼠的棕色脂肪移植到正常小鼠中時,與從其他正常小鼠接收棕色脂肪所需的八週內相比,受體在短短三天內就會增強運動能力。提高的性能是隨著血液流向後肢的增加,肌肉中血管的密度更高。
儘管這些有希望的結果,但該研究仍存在局限性。小鼠模型並不總是直接轉化為人類的生理學,並且移植方法並不直接適用於人類干預措施。本文還指出,在現場關於運動對棕色脂肪的影響的發現不一致,這表明復雜的關係可能會根據強度,持續時間和個體因素而變化。
出版信息
該研究的觀點名為“棕色脂肪組織增強了運動性能和健康壽命”,由Rutgers New Jersey醫學院的細胞生物學和分子醫學系的Dorothy E. Vatner,Jie Zhang和Stephen F. Vatner撰寫。該論文於2024年12月18日在《期刊》上發表老化。該研究得到了美國國立衛生研究院的贈款的支持。
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