近日，来自加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的科研人员在顶尖学术期刊《自然》发表论文，他们在脂肪细胞中发现了一条全新的代谢途径，调节能量消耗和产热。令科学家们大感意外的是，脂肪细胞的这条代谢途径与糖原（glycogen）的储存和消耗有关。这意味着，我们或许可以通过调节糖原代谢，为减肥和整体改善代谢健康提供新的方法。


当我们吃下很多碳水化合物，人体将碳水化合物分解为葡萄糖，作为细胞的主要燃料来源。暂时用不上的葡萄糖则会形成糖原，储存在肝脏和肌肉细胞中，以备突然需要能量或维持血糖水平时所用。


然而，糖原在脂肪细胞里的作用远不止简单的能量储存。这项新研究发现，糖原的周转提供了一个信号，让脂肪细胞处理能量的方式产生重大转变——比如，从储存能量转变为燃烧能量。


人体有两种形式的脂肪组织，其中白色脂肪组织是囤油好手，脂肪细胞以单颗大油滴的形式储存能量；另一种褐色脂肪组织却相反，是燃脂小能手，细胞内有很多小颗粒油滴和线粒体，把脂质转化为热量。在白色脂肪组织中，还有一些颜色较深的米色脂肪细胞，可以在一定条件下被激活，燃烧能量。


褐色脂肪细胞的示意图：细胞内有许多线粒体（紫色）和分散的小脂滴（黄色）（图片来源：参考资料[2]；Credit：Scientific Animations， CC BY-SA）


自从在人体中证实有这些不同的脂肪细胞后，一种治疗肥胖症的思路就产生了：设法让脂肪细胞“褐化”，让它们多耗能、多产热。


在这项研究中，科学家们发现，脂肪细胞的褐化有赖于它们制造并降解糖原的能力。具体来说，糖原的这种周转会驱动脂肪细胞持续表达一种叫做UCP1（解偶联蛋白1）的蛋白，这个信号告诉细胞，可以安全地“解偶联”ATP分子的生成，从而更快地燃烧能量。


“解偶联是一种产热的方式，在这个过程中有助于平衡能量的储存和消耗。因此，这条代谢通路的存在，确保只有那些储存了足够能量的脂肪细胞可以燃烧产热。”研究人员解释说。


通过小鼠实验，研究人员证实糖原调节并促进了脂肪代谢：糖原周转程度越高，代谢过程越强，脂肪燃烧速度越快，对于肥胖小鼠来说，体重减轻的效果也就越好。


而在肥胖症患者或是易发胖人群中，这个调节过程涉及的一些基因被发现表达量偏低，说明脂肪细胞中的糖原通路对于燃烧掉多余的脂肪十分必要。


根据这些新发现，科学家们提出，想要治疗肥胖，或许可以靶向脂肪细胞中的糖原代谢。期待以此为基础开发的新疗法，为全世界已多达6.5亿的肥胖人群带来新的疗法。