Nature子刊:铜离子是怎么和减肥搭上关系的
药明康德 · 2016/06/18
加州大学伯克利分校的科学家们最近的一个发现对此提出了挑战。他们发现,除了作为细胞色素c氧化酶和超氧化物歧化酶等的辅酶外,铜离子在体内还具有调节脂肪分解的作用,而脂肪分解对于能量储存和体型维持都具有重要意义。


细胞信号传导需要用到一些非氧化还原活性的金属离子,如Na+、K+、Zn2+、Ca2+等。相比之下,具有氧化还原活性的金属离子,包括铁离子和铜离子等,通常被认为在体内只是充当辅酶的角色,而本身不具备动态调节的功能。

然而,加州大学伯克利分校的科学家们最近的一个发现对此提出了挑战。他们发现,除了作为细胞色素c氧化酶和超氧化物歧化酶等的辅酶外,铜离子在体内还具有调节脂肪分解的作用,而脂肪分解对于能量储存和体型维持都具有重要意义。这一工作发表于最新一期的《Nature Chemical Biology》上,首次将铜离子和脂肪代谢联系起来。

“我们发现铜在脂肪降解的过程中发挥重要作用,这对脂肪用于产生能量至关重要,”文章的通讯作者Chris Chang教授说道:“铜离子在这里是一个调节物。铜离子越多,脂肪降解地就越多。我们认为,有必要进一步研究,铜的缺乏会否引起肥胖症或者肥胖相关的疾病。”


Chris Chang教授

Chang教授的团队首先对肝豆状核变性(HLD)的小鼠疾病模型进行了研究。肝豆状核变性是一种隐形遗传疾病,患者的ATP7B基因存在突变,导致体内铜代谢出现缺陷,使得过量的铜淤积在肝内,产生毒性。

这些患病小鼠在整体上有着偏高的脂肪储量。不过,研究者们进一步发现,在患病小鼠有着偏高铜含量的肝脏中,脂肪含量偏低。同时,患病小鼠的白色脂肪细胞内铜含量较正常小鼠低,而这些细胞内的脂肪储量则较高。因此,在这些研究中,铜含量与脂肪含量之间表现出了负相关的关系。

接着,他们向患病小鼠施用了异丙肾上腺素,一种可激发脂肪降解的β受体激动剂。异丙肾上腺素可通过激活β2受体而活化腺苷酸环化酶,使细胞内的环磷腺昔(cAMP)水平升高,而cAMP具有促进脂肪降解的作用。结果显示,相比于正常小鼠,患病小鼠这时的脂肪分解活动水平较低。

最终,研究者们采用了电感耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)等手段,在体外细胞试验中阐明了这其中的分子机理。原来,铜离子可结合并抑制磷酸二酯酶3(PDE3),而后者可降解cAMP。因此,通过间接抑制cAMP的降解(即提高cAMP水平),铜离子起到了促进脂肪降解的作用。


cAMP循环

对于这一发现,Chang教授认为,铜离子在体内可能主要起到维持正常水平脂肪分解的作用。

人体获得铜元素只能通过从外界摄取。常见的含铜食物包括牡蛎、绿叶蔬菜、蘑菇、植物种子、坚果、豆类等。研究显示,一个成年人每日需要摄取约700毫克的铜。然而,据统计,只有25%的美国人能够达到这一标准,因为美式饮食中相对缺乏上述富含铜的食物。相比之下,以素食为主的中式食谱在这一点上要更健康。

不过,Chang教授并不建议“补铜”。铜毕竟是微量元素,一旦补充过量很可能会带来负面影响,甚至中毒。一般人只要通过适当调整饮食结构,便可足以保证人体每日摄取足够的铜元素。

查看更多
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test