白色脂肪组织最容易受到肥胖引起的代谢变化的影响

　　

   

   

图:研究显示，线粒体内膜的几个方面形态和结构都不是最优的。    

当身体遭受高热量饮食时，生理反应是不均匀的，一些器官或组织对代谢应激更敏感。根据发表在《氧化还原生物学》杂志上的一项新研究，在这种情况下，内脏空泡的白色脂肪组织是最容易受到肥胖相关代谢变化影响的器官。该研究由巴塞罗那大学医学与健康科学学院、Bellvitge生物医学研究所(IDIBELL)和肥胖与营养生理病理学生物医学研究网络中心(CIBEROBN)的Pablo M. Garcia-Roves教授领导。

这种脆弱性表现在肥胖动物的代谢变化幅度，以及当相同的动物通过生活方式的改变减轻体重并恢复代谢健康时，组织的不良反应。这项基于动物实验模型的研究表明，当生理压力超过白色脂肪组织的反应能力时，它就会到达一个无法返回的点，失去其代谢可塑性。

肥胖:代谢障碍和社会污名   

肥胖——在我们的社会中仍然被污名化——总是在生理和代谢方面产生重要的变化。我们所能描述的肥胖人群的许多变化，可以被视为仅仅是对摄入过多热量的压力的生理适应。但我们能在多大程度上让这种过量摄入变成慢性?继续给我们的身体施加压力的极限是什么?

研究人员Pablo M. Garcia-Roves和Pau Gama-Pérez指出:“定义这些限制不是一项容易的任务，这是对肥胖和生物学研究的主要挑战之一。”“超过这些适应极限可能是引发所有这些与肥胖相关的共病的触发器，这些共病对公共健康非常重要。”

脂肪组织的主要功能之一是储存脂肪和调节多余的热量。“如果这些脂肪储存在其他器官中，对健康的影响会更大。脂肪组织中的细胞会增大，繁殖，并相互交流，以报告它们所面临的压力。例如，缺氧和炎症是它们的细胞协调行动、储存多余脂肪并告知大脑能量储备被覆盖不可或缺的信号。”Gama-Pérez说。

线粒体是不可逆的  

当这些信号无效，热量过剩成为慢性，代谢问题会发生，许多细胞元素停止正常功能。线粒体——负责产生代谢能量的细胞器——是理解这一不可逆生理点的关键因素，作者说。

“肥胖动物脂肪组织中基因表达和蛋白质合成的许多变化与线粒体功能有关。在我们的研究中，我们发现线粒体内膜形态和结构的几个方面都不是最优的，这可能会产生严重的功能影响。”Garcia-Roves说。

“特别是——研究人员继续说道——最重要的发现是细胞器自身的遗传物质——即线粒体DNA——的明显丧失。”

代谢障碍的滚雪球效应  

线粒体在肥胖导致脂肪组织代谢障碍中的作用已经在科学文献中有所描述。然而，这项新研究首次表明，当动物恢复代谢健康或组织中其他改变的生物过程恢复时，肥胖引起的病理生理印记能够持续存在，甚至随着时间的推移变得更加明显。

这种生理损伤会扩散，可以定义为脂肪组织长期热量过剩的压力引发的滚雪球现象。这种生理功能障碍也可能在较小程度上涉及过氧化物酶体(参与底物代谢的细胞器)和活性氧物种的消除(氧化损伤)。

“随着时间的推移，这些变化仍然存在于动物身上，即使高热量摄入带来的代谢压力已经消失。此外，功能障碍还会延伸到其他细胞成分，并影响新的生物过程(蛋白质运输到线粒体，它们的组装或随后的降解)。该研究的第一作者Alba González-Franquesa (Novo Nordisk)和Pau Gama-Pérez (UB)指出:“总的来说，这种情况涉及更普遍的细胞应激。”

为什么这些没有功能的线粒体没有被消除，以避免对细胞的这种有害影响的级联仍然是未知的。

“为了避免出现重大问题，废物——代谢物、蛋白质，甚至整个细胞器——的降解是细胞机制面临的主要挑战。了解细胞循环机制的作用对于理解健康和确定代谢病理的潜在治疗靶点至关重要。我们的结果清楚地表明，在这方面存在失败，这将有助于我们理解代谢可塑性的丧失。”Pau说Gama-Pérez。

衰老，新陈代谢和肥胖  

了解身体对高热量饮食的反应，年龄是一个关键因素。在科学文献中，年长的老鼠比年轻的老鼠更容易受到这些问题的影响。

这项在幼小动物身上进行的新研究，强化了过量摄入热量会加速代谢可塑性的丧失，并促进脂肪组织在某种程度上过早衰老的假设。因此，在肥胖动物身上描述的许多情况再现了许多这些衰老的迹象。

此外，内脏脂肪室中描述的生理指纹是否也反映在皮下脂肪室中，目前尚不清楚。在临床领域，内脏脂肪在这些情况下的反应也是未知的，而且很难通过微创手段获得生物样本(特别是从瘦人和健康的个体中获得样本来检验假设)。

一些分析患者内脏脂肪反应的研究报告称，这种组织的易损性增加，描述的变化非常类似于在生物氧化还原篇文章。

专家们表示:“对于那些能够逆转肥胖的人来说，弄清这种相同的印记是否仍然存在，将是理解其后果的一个重要进步，最重要的是，在设计治疗策略方面。”

“我们的研究显示了两步减肥手术研究的一些初步数据，两种干预措施对患者的体重有显著减轻和代谢改善。这些改善后基因表达的变化幅度可能表明与我们在临床前研究中观察到的有一些相似之处。无论如何，设计可靠的研究，尽可能精确地解决肥胖患者的这个问题，以改善他们的健康和生活质量是至关重要的。”研究团队总结道。

文章标题

Remission of obesity and insulin resistance is not sufficient to restore mitochondrial homeostasis in visceral adipose tissue