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有益脂肪如何延长寿命
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年05月12日 来源:Nature Cell Biology
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斯坦福大学医学院领导的一项研究发现,橄榄油和坚果中的脂肪可以增加两种关键细胞结构的数量,保护细胞膜免受损害,从而延长实验室线虫的寿命。
遵循地中海饮食的人——富含橄榄油和坚果中的脂肪——往往比那些主要吃快餐、肉类和奶制品的人活得更长、更健康。但在细胞水平上还不清楚为什么这种饮食如此有益。
现在,由斯坦福大学医学院领导的研究人员在实验室线虫中首次发现了健康脂肪(即单不饱和脂肪酸)与寿命之间的细胞联系。这一发现暗示了饮食、脂肪和寿命之间的复杂关系。
“脂肪通常被认为对健康有害,”遗传学教授Anne Brunet博士说。“但一些研究表明,特定类型的脂肪或脂质可能是有益的。”
研究人员了解到,地中海饮食中的一种脂肪油酸可以增加两种关键细胞结构或细胞器的数量,并保护细胞膜免受氧化化学反应的损害。这种保护作用带来了巨大的回报:研究人员发现,喂食富含油酸食物的线虫比喂食标准饲料的线虫寿命长35%左右。
令人惊讶的是,其中一种被称为脂滴的细胞器实际上起到了水晶球的作用,它能越来越准确地预测每只动物的寿命。
研究科学家Katharina Papsdorf博士说:“单个线虫体内脂滴的数量告诉我动物的剩余寿命。含有更多脂滴的线虫比含有更少脂滴的线虫活得更长。”
该研究发表在5月1日的《Nature Cell Biology》杂志上。
Brunet说:“多年来,我们一直对了解饮食如何影响寿命非常感兴趣。在哺乳动物和人类中,脂滴与寿命之间是否存在类似的联系,这将是一件令人着迷的事情。这些发现表明,可能存在一种以脂肪为基础的策略来改善人类的健康和寿命。”
任何努力记住“好胆固醇”和“坏胆固醇”之间的区别以及如何培养一种而不是另一种的人都会知道,脂肪的语言可能令人困惑。一般来说,牛油果、橄榄油和坚果等植物性食物中的大多数单不饱和脂肪都被认为是相对健康的。饱和脂肪和反式脂肪——那些在室温下是固体的脂肪——会增加患心脏病和其他健康并发症的风险。脂肪和油是由脂肪酸组成的;脂质包括脂肪、油、脂肪酸和胆固醇。
Papsdorf和她的同事在他们的长寿研究中使用了秀丽隐杆线虫。这种线虫长约1毫米,通常能活18到20天。在野外,它们生活在土壤中,以腐烂植物上的细菌为食。在实验室里,它们懒洋洋地在布满细菌的特别准备的实验室培养皿表面游来游去。秀丽隐杆线虫繁殖迅速,价格低廉,易于饲养,而且它们的基因组和神经网络已经被完全绘制出来,这使它们成为研究衰老和疾病的一个很好的模型。
Papsdorf说:“这些线虫使我们能够追踪饮食变化带来的分子变化,并确定哪些变化会影响寿命。”
Papsdorf和她的同事比较了在实验室培养皿中培养的细菌补充油酸和结构相似的化合物elaidic酸的效果。Elaidic酸是一种单不饱和反式脂肪酸(反式脂肪=有害),存在于人造黄油和乳制品中,对人体有害。它的分子结构中缺少油酸中存在的一种扭结。
Brunet说:“我们发现,如果线虫接触油酸,它们肠细胞中的脂滴数量会增加,这与延长寿命有关。相比之下,接触elaidic酸不会增加脂滴的数量,对寿命也没有影响。”膜氧化对生物体来说是个坏消息。细胞膜可能开始渗漏和失效,这可能导致一系列不利的生物效应。
脂滴是细胞储存脂肪的储存库。它们在细胞代谢中起着核心作用——调节脂肪何时、何地以及是否被用作细胞的能量。液滴的积累对油酸的效果至关重要;阻断液滴生成蛋白的基因使动物的寿命降至正常水平。
除了跟踪脂滴的数量外,研究人员还注意到暴露于油酸的线虫肠道组织中过氧化物酶体的数量有所增加。过氧化物酶体含有参与代谢和氧化的酶。
脂滴和过氧化物酶体的数量在年轻的动物中较高,随着年龄的增长而自然减少,这表明它们在某种程度上是共同调节的。它们也可能因人而异。在喂食正常饮食的幼虫中,那些含有较多脂滴的幼虫比含有较少脂滴的同龄基因相同的幼虫活得稍微长一些,但在统计上有显著意义。这种影响在年龄较大的动物中更为明显;脂滴较多的中年线虫比基因相同的同类平均寿命长33%。
Brunet说:“有趣的是,热量限制也与动物和人类的寿命有关。但研究表明,在限制卡路里摄入的小鼠中,往往是最胖的老鼠活得最长。这表明脂肪有双重作用。有些方面非常消极,但其他方面可能是积极的。”
最后,研究人员表明,补充油酸可以减少一种叫做脂质氧化的化学反应,这种化学反应会破坏细胞膜。相反,elaidic酸增加脂质氧化。“膜氧化对生物体来说是个坏消息,”Brunet说。“细胞膜会开始渗漏和失效,这可能会导致一系列不利的生物效应。”
研究人员的发现首次表明,脂滴和过氧化物酶体通过一种对有益的单不饱和脂肪酸有反应的生物途径共同调节,并且可以通过保护细胞膜免受氧化来延缓衰老。
Brunet说:“要了解这些发现是否适用于人类,以及如何适用于人类,还有很多研究要做。通常,当人们在哺乳动物组织中看到脂滴时,这是肥胖和其他健康问题的迹象。但是,特定大小、形状或特定组织中的液滴可能会对健康产生不同的影响。我们需要了解它们在疾病和寿命方面的区别。”