为了拥有更多肌肉而培育的胖老鼠给了我们启示
即使不减少脂肪,更多的肌肉似乎对对抗肥胖对心血管的不良影响大有帮助。
这些新出现的证据促使科学家们努力寻找新的目标,以解除脂肪和脂肪之间的不健康关系心血管病.
“如果你看一下运动文献,我们很清楚,如果你运动,情况会变好。我们不明白的是,锻炼到底有什么好处;佐治亚摄政大学医学院血管生物学中心的血管生物学家大卫·斯特普博士说:“它告诉我们关于生理学和疾病是如何开始的,以及你如何为不同的人群定制它?”
斯特普和他的同事有证据表明肌肉大众——巨大的消费者葡萄糖对一些人来说,这可能意味着一种更健康的门票。
虽然脂肪有储存燃料的不健康习惯,但“肌肉是一种代谢更活跃的组织,即使它只是坐在那里,”斯特普说。“它在休息时燃烧更多的氧气;它在休息时燃烧更多的能量;所以它在休息时燃烧更多的卡路里。”科学家们不知道的一些事情是,肌肉是否会分泌某种物质来改善葡萄糖代谢,还是只是有更多消耗葡萄糖的肌肉才是明显的魔力。
美国国家心肺血液研究所(National Heart, Lung, and Blood Institute)新拨款220万美元,帮助填补了这些重要空白,为干预肥胖这一最严重后果之一提供了新思路。
MCG血管生物学中心主任David Fulton博士说:“我们正试图建立骨骼肌健康和循环系统之间的联系。”“当你吃东西时,大部分葡萄糖最终会进入你的骨骼肌。当你年轻的时候,你的大部分体重是骨骼肌这样葡萄糖就能有效地分布在它应该被用来提供能量和工作的地方。”
斯特普和富尔顿是2014年一项研究的作者美国心脏协会杂志这显示了在脂肪垄断身体时增加肌肉的好处。他们看的是正常人老鼠而被基因改造成肥胖的老鼠——食欲旺盛的老鼠很快就会使正常体重增加一倍——则是健康人类和不健康人类的例子。当他们删除肌肉生长抑制素,一种天然的负调节肌肉的生长两组人的肌肉都变大了。正常小鼠的脂肪组织也更少。
但真正在心血管方面受益的是肥胖肌肉组小鼠:葡萄糖耐量和血管扩张增加,胰岛素抵抗和超氧化物产生下降。更多的肌肉并没有导致更瘦的老鼠发生这些额外的变化。
“如果胰岛素燃烧器变得更大,而储存(脂肪)变得更小,那就很好,”Stepp说。“我们已经证明,如果刻录机变得更大,无论存储如何,它仍然是好的。”
当他们进一步观察减掉肌肉的肥胖小鼠时,他们还发现产生超氧化物的基因Nox1是肥胖相关血管疾病的罪魁祸首。事实上,该基因在肥胖小鼠的血管中过度表达,显然是由高血糖水平在血液中。
没有增加肌肉但去除Nox1的肥胖小鼠也有心血管改善,博士后研究员詹妮弗·汤普森博士正在美国心脏协会的新资助下进一步研究这一观察结果。
与此同时,斯特普和富尔顿正在探索血糖升高是如何提高Nox1的,他们承认,虽然这是直观的,但科学需要明确。因为虽然研究人员正在寻找Nox1抑制剂,但目前还没有。富尔顿和斯特普希望他们的研究能进一步激励人们寻找并确定更多的干预点。
“我们知道,高葡萄糖会转化为Nox1,转化为超氧化物,而超氧化物会导致心血管疾病。我们不知道的是在葡萄糖和Nox1之间有什么,”Stepp说。一种可能是半乳糖凝集素-3,这是一种蛋白质受体,当循环中的糖水平过高时,蛋白质会被葡萄糖包裹。至少在培养中,当葡萄糖被添加到细胞中时,它们会产生更多的Nox1。但当科学家阻断半乳糖凝集素-3并添加葡萄糖时,Nox1没有增加。
虽然已知糖衣会破坏蛋白质的功能,但科学家们不确定半乳糖凝集素-3在做什么。它是清除功能失调的蛋白质,让它们死亡,和/或提高Nox1?所以他们正在研究上述所有因素之间的信号。他们还在开发额外的小鼠模型,其中Nox1和半乳糖素-3从已经遗传肥胖的小鼠中去除,以进一步探索它们在血管功能障碍中的作用。他们还将在增加肌肉的肥胖小鼠模型和两种新的淘汰剂模型中探索心血管的影响,如血压和血管在压力下的扩张情况。
底线是:他们想知道是否能打破脂肪和心血管疾病之间的“代谢联系”。“导致所有这些坏事发生的关键事件在哪里?”当然,还有在哪里以及如何最好地进行干预。
肌肉生长抑制素是肌肉生长的阴阳的一部分,它使我们通过一些努力,拥有良好但不过量的肌肉质量。肌肉生成抑制素水平高会导致肌肉萎缩;低的可能意味着惊人的体积。肌肉生成抑制素水平随着运动而降低,随着年龄的增长而增加。
注射性或不溶性肌肉生长抑制素抑制剂正在研究中,用于肌肉萎缩症和虚弱综合征,老年人在这两种情况下损失很大肌肉他们经常跌倒。但这些药物并不普遍,甚至科学家也无法获得。虽然使用抑制剂的经验有限,但肌肉生成抑制素减少的生命似乎是一件好事:Stepp说,缺少一个肌肉生成抑制素基因副本的小鼠活得更长,而有记录的肌肉生成抑制素缺乏的人往往是奥运会运动员。