活多久,脂肪說了算!Nature子刊揭秘延壽33%膳食脂肪的背后秘密
脂肪也分好壞!飽和脂肪和反式脂肪容易造成肥胖、增加心臟病的風(fēng)險;而單不飽和脂肪反而能夠控制體重和血糖,多不飽和脂肪也能降低患心血管疾病發(fā)生。
這些脂肪在人體內(nèi)會分解成脂肪酸,其中,單不飽和脂肪酸(MUFA)就有著延壽的特殊技能。此前,已有實(shí)驗(yàn)證明富含MUFA的油酸和棕櫚油酸可以延長無脊椎動物的壽命,富含MUFA的橄欖油也有助于人類長壽[1,2]。
近期,美國斯坦福大學(xué)Anne Brunet團(tuán)隊(duì)在《Nature》子刊上發(fā)表文章,找出了MUFA延壽背后的兩大推手——脂滴與過氧化物酶體,它們共同調(diào)節(jié)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài),從而延長機(jī)體壽命[3],有望用于轉(zhuǎn)化開發(fā)新的抗衰干預(yù)措施。
如果說細(xì)胞中的線粒體是能量發(fā)電廠,那么脂滴(Lipid Droplets)則是能量倉庫,負(fù)責(zé)儲存脂質(zhì)。脂滴在細(xì)胞中無處不在,它可以按照細(xì)胞的需要快速動員脂質(zhì)釋放脂肪酸,同時將中性脂質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)隔離開,以保護(hù)細(xì)胞免受游離脂肪酸的毒性[4]。
圖注:脂滴(下)與線粒體(上)相連推進(jìn)脂肪酸進(jìn)入線粒體后的β-氧化和ATP生成
本文主角MUFA的延壽效果正是和脂滴相關(guān)。研究人員首先關(guān)注到MUFA累積可以增加秀麗隱桿線蟲腸細(xì)胞中的脂滴數(shù)量,尤其在補(bǔ)充順式單不飽和脂肪酸(如橄欖油中的油酸)時,明顯可見脂滴增多,相應(yīng)的壽命延長。
而反式MUFA(如人造黃油和乳制品)恰恰相反,會對心血管造成不利影響。由此可知,補(bǔ)充順式MUFA才能起到延壽效果。
圖注:1. 綠色表示標(biāo)記的脂滴數(shù)量;2. 黃色為油酸(順式);紫色為反油酸(反式)
為確定脂滴是MUFA延壽的“必需品”,研究人員靶向敲低了線蟲中合成脂滴的lpin-1基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn),即使保持高濃度MUFA,由于敲低lpin-1導(dǎo)致脂滴合成減少,線蟲壽命也會相對縮短,MUFA延壽效果大打折扣。這說明,脂滴數(shù)量對攝入單不飽和脂肪酸后的延壽效果有著重要影響。
圖注:深藍(lán)色線為Lipin-1基因敲除組;ash-2 RNAi:利用RNA干擾技術(shù)抑制ash-2基因表達(dá),增加MUFA積累
既然脂滴數(shù)量與壽命呈明顯正相關(guān),那么它是否能預(yù)測壽命長短呢?為此,研究人員評估了脂滴數(shù)量不同、基因相同的青年和中年線蟲種群。
結(jié)果顯示,同種類的線蟲脂滴數(shù)量越少,壽命越短,這點(diǎn)在中年線蟲中尤為明顯——脂滴多者比脂滴少者壽命長33%!這既表明脂滴數(shù)量可用于預(yù)測線蟲的剩余生命,也側(cè)面印證增加脂滴對延長中青年線蟲壽命的積極作用。
圖注:黑色:脂滴數(shù)量少,壽命短;紅色:脂滴數(shù)量多,壽命長
盡管脂滴在細(xì)胞中無處不在,但它們的脂質(zhì)組成、數(shù)量和大小差異很大。MUFA既然能夠增加脂滴數(shù)量,是否也能影響整體的脂質(zhì)分布呢?于是,研究人員從中年線蟲中提取出所有脂質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對照組相比,補(bǔ)充單不飽和脂肪酸(MUFA)可以提高膜脂中MUFA/PUFA(多不飽和脂肪酸)比例,減少膜脂中醚脂的豐度,從而重塑膜脂。更重要的是,減少醚脂和多不飽和脂肪酸的比例,有助于降低脂質(zhì)氧化帶來的風(fēng)險。
圖注:1.MUFA/PUFA比例;2.醚脂豐度;3.高醚脂比例導(dǎo)致脂質(zhì)氧化、膜損傷示意圖
脂質(zhì)氧化具有細(xì)胞毒性,會引發(fā)氧化應(yīng)激、損傷和細(xì)胞凋亡的一系列后果,且與動脈粥樣硬化、哮喘、帕金森病等疾病息息相關(guān)[5,6]。
另外,有研究表明脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的增加與年齡直接掛鉤,中老年人的脂質(zhì)氧化水平明顯高于年輕人[5],在傷殘的八九十歲人群中更為顯著。而MUFA的累積恰好能夠降低脂質(zhì)氧化水平。
這不禁引發(fā)研究人員進(jìn)一步思考:在MUFA干預(yù)脂質(zhì)氧化的過程中,是否存在與脂滴一同影響延壽的因子?
研究發(fā)現(xiàn),MUFA影響脂質(zhì)氧化、延長壽命的另一個秘訣是增加過氧化物酶體。過氧化物酶體是細(xì)胞中的一種小囊泡,它為降解過氧化物提供了空間,在這里過氧化氫會被降解成水和氧氣[7,8],從而中和毒性。
團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)年齡增加時,過氧化物酶體和脂滴有著相似的變化軌跡——生命體中二者的數(shù)量均在年輕時增加,中年時下降。當(dāng)提高M(jìn)UFA水平時,可以觀察到過氧化物酶體數(shù)量提升。
圖注:黑色:對照組;紅色:增加MUFA組
為了從基因?qū)用?/strong>確認(rèn)脂滴和過氧化物酶體間的關(guān)系,研究人員測試了位于這兩個細(xì)胞器(脂滴和過氧化物酶體)上或涉及脂質(zhì)代謝過程的62個基因。他們發(fā)現(xiàn),大多數(shù)基因變化對它們的數(shù)量影響是相同的。
具體而言,增加脂滴數(shù)量的基因變化同樣能增加過氧化物酶體,而減少過氧化物酶體的基因變化會同時減少脂滴數(shù)量。
圖注:左:敲除nhr-49、sbp-1基因;右圖:敲除ash-2、fat-2、hosl-1基因
更值得一提的是,當(dāng)脂滴和過氧化物酶體夢幻聯(lián)動——同時增加這兩種細(xì)胞器相關(guān)基因的表達(dá),可增強(qiáng)MUFA的延壽效果,相反降低兩種細(xì)胞器生成的基因表達(dá)會減弱延壽效果。
圖注:藍(lán)色:兩種細(xì)胞器數(shù)量減少,MUFA延壽效果被削弱;紅色:兩種細(xì)胞器數(shù)量增加,MUFA延壽效果不受影響
時光派點(diǎn)評
美國德克薩斯大學(xué)健康科學(xué)中心曾經(jīng)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也顯示,在飲食限制的小鼠中,最胖的小鼠壽命最長[9]。因此,這些研究均表明不是所有的脂肪都可怕,吃對了還有延壽效果!
具體怎么鑒別膳食脂肪呢?不如這樣記:“脂肪千千萬,認(rèn)準(zhǔn)不飽和脂肪酸”!常見含有單不飽和脂肪食物有橄欖油、牛油果、菜籽油、花生油、杏仁、榛子、山核桃和其他堅(jiān)果等[10]。
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參考文獻(xiàn)
[1]Mendez, M. A. & Newman, A. B. Can a Mediterranean diet pattern slow aging?. J. Gerontol. A 73, 315–317 (2018).
[2]Ramirez-Tortosa, C. L. et al. Longevity and cause of death in male wistar rats fed lifelong diets based on virgin olive oil, sunflower oil, or fish oil. J. Gerontol. A 75, 442–451 (2020).
[3]Papsdorf, K., Miklas, J., Hosseini, A., Cabruja, M., Morrow, C., & Savini, M. et al. (2023). Lipid droplets and peroxisomes are co-regulated to drive lifespan extension in response to mono-unsaturated fatty acids. Nature Cell Biology. doi: 10.1038/s41556-023-01136-6
[4]Yang, M., Luo, S., Yang, J., Chen, W., He, L., & Liu, D. et al. (2022). Lipid droplet - mitochondria coupling: A novel lipid metabolism regulatory hub in diabetic nephropathy. Frontiers In Endocrinology, 13. doi: 10.3389/fendo.2022.1017387
[5]Repetto, M., Semprine, J., & Boveris, A. (2012). Lipid Peroxidation: Chemical Mechanism, Biological Implications and Analytical Determination. Lipid Peroxidation. doi: 10.5772/45943
[6]Mylonas C, Kouretas D. Lipid peroxidation and tissue damage. (1999 ) In Vivo. May-Jun;13(3):295-309. PMID: 10459507.
[7]Joshi, S., & Subramani, S. (2013). Peroxisomes. Encyclopedia Of Biological Chemistry, 425-430. doi: 10.1016/b978-0-12-378630-2.00503-x
[8]Peroxisome | Description & Function. (2023). Retrieved 6 May 2023, from https://www.britannica.com/science/peroxisome
[9]Liao, C. Y. et al. Fat maintenance is a predictor of the murine lifespan response to dietary restriction. Aging Cell 10, 629–639 (2011).
[10]https://www.webmd.com/diet/guide/types-fat-in-foods