众所周知,过多的胆固醇和其他脂肪会导致疾病,而健康的饮食包括控制我们吃多少脂肪食物。然而,我们的身体需要一定量的脂肪才能发挥作用,而且我们无法从头开始制造它。
甘油三酯、胆固醇和其他必需脂肪酸(人体无法自行制造的脂肪的科学术语)可以储存能量,使我们隔离并保护我们的重要器官。它们充当信使,帮助蛋白质完成其工作。它们还启动化学反应,帮助控制生长、免疫功能、繁殖和基本代谢的其他方面。
脂肪还帮助身体储存某些营养素。所谓的“脂溶性”维生素 A、D、E 和 K 储存在肝脏和脂肪组织中。
美国国立卫生研究院资助的研究人员知道脂肪在人体的许多基本功能中发挥着如此重要的作用,因此在人类和其他生物体中研究脂肪,以更多地了解正常和异常的生物学。
通过昆虫来深入了解脂肪调节
尽管脂肪很重要,但还没有人确切地了解人类如何储存它并将其发挥作用。为了寻求洞察力,俄克拉荷马州立大学生物化学家 Estela Arrese 在意想不到的地方(蚕、果蝇和蚊子)研究甘油三酯代谢。
甘油三酯是我们消耗的主要脂肪类型,特别适合能量储存,因为它们所含的能量是碳水化合物或蛋白质的两倍多。
一旦甘油三酯在消化过程中被分解,它们就会通过血流被运送到细胞中。一些脂肪立即被用作能量。其余的则以称为脂滴的斑点形式储存在细胞内。
当我们需要额外的能量时(例如,当我们跑马拉松时),我们的身体会使用称为脂肪酶的酶来分解储存的甘油三酯。细胞的发电厂线粒体可以产生更多的人体主要能量来源:三磷酸腺苷或 ATP。
Arrese 致力于识别、纯化和确定参与甘油三酯代谢的单个蛋白质的作用。她的实验室是第一个纯化昆虫中主要脂肪调节蛋白 TGL 的实验室,现在她正试图了解它的作用。她还发现了一种名为 Lsd1 的关键脂滴蛋白的功能,并且正在研究其姐妹蛋白 Lsd2。
阿雷斯的工作可以让我们更多地了解糖尿病、肥胖症和心脏病等疾病。此外,通过了解昆虫在变态和产卵时如何利用脂肪,并假设如何破坏这些过程,她的发现可能会为农民提供新的方法来保护农作物免受害虫侵害,并为卫生官员对抗疟疾和西尼罗河病毒等蚊媒疾病提供新的方法。
但在这一切发生之前,阿雷塞说,“我们需要进行大量研究并获得分子水平的信息。”
胆固醇和细胞膜
阿雷塞面临的挑战之一是尝试让脂肪等油性物质在实验室测试中发挥作用,这些物质往往是水基的。然而,如果没有脂肪和水的相互厌恶,我们的细胞就无法发挥作用。
细胞膜包裹着我们的细胞和细胞内的细胞器。脂肪——特别是胆固醇——使这些膜成为可能。膜分子的脂肪端远离细胞内外的水,而非脂肪端则倾向于水。分子自发排列形成半透膜。结果是:灵活的保护屏障,就像俱乐部的保镖一样,只允许适当的分子进出细胞。
下次当你思考炸薯条中脂肪的命运时,请仔细咀嚼这一点。
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这篇《Inside Life Science》文章由 LiveScience 与国立普通医学科学研究所, 的一部分美国国立卫生研究院。









