16 条评论 /肥胖、麻木、懒惰和暴食的 SCD1 理论/布拉德·马歇尔 ( Brad Marshall) / 2021 年 9 月 11 日
所以就像我说的,生物学很奇怪。AMPK 和SCD1是字面上的跷跷板。
当SCD1上升时,AMPK 下降。当 AMPK 上升时,SCD1下降。
这很重要,因为正如我在上一篇文章中指出的那样,AMPK 可以帮助我们远离麻木。
在冬眠的动物和肥胖的人类中,SCD1赢得了摇摇欲坠的战争。(这个比喻有点倒退,因为要在跷跷板中获胜,你需要脚踏实地。想想在跷跷板中获胜,因为你有“更多”。)
在这项研究中1,有些老鼠的SCD1基因被基因去除了,有些老鼠在肌肉组织中产生了额外的SCD1。不能产生SCD1 的小鼠可以防止肥胖,而产生额外SCD1 的小鼠非常容易肥胖。
这些小鼠要么接受正常的“食物”小鼠饮食,要么接受已知会使小鼠发胖的高脂肪、高糖饮食。看看他们的 AMPK 水平会发生什么变化。AMPK 在“磷酸化”之前不会被激活。那是小p。所以“pAMPK”是我们关心的。
此图像是“蛋白质印迹”。不要担心细节,除了较暗的带意味着更多。每个场景下有两只单独的老鼠。所以第一块的前两列是正常小鼠饮食的正常小鼠。他们有一点 pAMPK。接下来的两列是高脂肪饮食的两只不同的正常小鼠。他们使 pAMPK 少一点。第五列和第六列是两只正常饮食的小鼠,它们的SCD1基因已被移除。他们制造了很多 pAMPK。当SCD1下降时,pAMPK 上升。第 7 列和第 8 列显示两只无法在高脂肪、高糖饮食中产生SCD1 的小鼠。它们的 pAMPK 比第 5 和第 6 列中的小鼠少,但仍比能够制造SCD1 的小鼠多得多。
ACC是pAMPK的靶蛋白。它负责脂肪生成:脂肪制造。当它被磷酸化时,它被关闭。因此,第 5 和第 6 列中 pAMPK 最多的小鼠关闭了许多参与脂肪制造的酶。
第二个块显示了在肌肉组织中产生 EXTRA SCD1 的小鼠。您无法将第二个区块中的条带的暗度与第一个区块中的条带进行比较,曝光时间更长。前四列与第一块相同——正常或高脂肪饮食的正常小鼠。第 5 列和第 6 列再次成为有趣的地方。在制造 EXTRA SCD1的小鼠中,pAMPK 水平下降了 60%。无论小鼠是正常饮食还是高脂肪饮食,都是如此。但是在高脂肪、高糖饮食中具有额外SCD1的小鼠的 pAMPK 活性最低,这通过它们缺乏 pACC 来衡量。他们不能关闭脂肪生成。
这项研究2还使用高脂肪饮食来养肥老鼠。高脂肪饮食导致SCD1水平大幅增加,小鼠变胖。小檗碱可激活 AMPK,从而防止这种增肥。另一组小鼠被给予AMPK的药理学激活剂。给予小檗碱(灰色条)或 AMPK 激活剂(标记)的高脂肪饮食小鼠的SCD1水平几乎恢复到基线水平。当 pAMPK 上升时,SCD1下降。
然后他们又向前迈进了一步。在下图中,红色条是正常饮食的老鼠。黑条是高脂肪饮食的老鼠——SCD1上升。他们的浅灰色条是一只老鼠,它吃高脂肪饮食,并补充了 AMPK 激活剂小檗碱。AMPK 上升,SCD1下降。最右边的深灰色条是一只老鼠,它吃高脂肪饮食,小檗碱喂食了一种阻止 AMPK 激活的药物。 SCD1上升,因为 AMPK 活动下降。
这与人类肥胖有关。可以激活 AMPK 的众多物质之一是脂联素,它会在餐后升高。除了中等剂量的脂联素不能刺激肥胖人肌肉组织中的 AMPK。3
中等剂量的脂联素不能激活肥胖人的 AMPK。
为什么是这样?肥胖人的肌肉组织比瘦人有更多的SCD1。当SCD1上升时,pAMPK 下降。
在实际行走中,SCD1肌肉活动与 BMI之间存在很强的线性相关性。
我们已经看到,肥胖人的肌肉组织燃烧脂肪的速度低于瘦人的肌肉组织,而且增加瘦人肌肉组织中SCD1的含量会使其表现得像肥胖的肌肉组织人类:它燃烧的脂肪较少。
pAMPK 增加了一种叫做 CPT1 的东西的数量,它控制脂肪穿梭到线粒体中以进行燃烧的速度。所以当你增加SCD1 时,pAMPK 下降,CPT1 下降,脂肪燃烧得更慢。
为什么我们会进化出两个对控制代谢率至关重要的基因,每个基因都会抑制另一个?没有人会设计这样的系统。
答案是这创建了一种亚稳定的二进制系统。哺乳动物的正常状态是SCD1水平相对较低,这使它们能够在胰岛素水平低时(饭后两小时左右)快速切换到脂肪燃烧模式。发生这种情况是因为 AMPK 很快被激活为 pAMPK。pAMPK 将抑制SCD1表达并确保SCD1水平保持低水平。在这种状态下,哺乳动物可以有效地燃烧脂肪并保持精瘦。
响应于高PUFA和/或糖的饮食,哺乳动物上调SCD1。在这种交替状态下,当餐后胰岛素下降时,哺乳动物不会切换到脂肪燃烧模式。他们处于脂肪储存模式。如果一个人想为冬天增肥,那么脂肪储存模式是至关重要的。一旦SCD1被上调,哺乳动物就会保持脂肪储存模式,因为SCD1 会抑制 AMPK 的激活。
这就像跷跷板,你不希望SCD1获胜。
在下一篇文章中,我将介绍控制 AMPK 和SCD1之间关系的底层机制。还会有一些关于增加 AMPK 激活的方法的帖子,但你想做一些研究,我会给你一些提示:维生素 D、维生素 K2、小檗碱、二甲双胍、白藜芦醇。
您还可以使用Sterculia Oil阻断SCD1活性。https://fire-in-a-bottle.myshopify.com/
Dziewulska A、Dobosz AM、Dobrzyn A 等。SCD1通过骨骼肌中腺嘌呤核苷酸代谢的变化来调节 AMPK/SIRT1 通路和组蛋白乙酰化。J细胞生理学。2019年6月26日在线发表:1129-1140。doi:10.1002/jcp.29026
朱 X, 卞 H, 王丽, 等。小檗碱通过 AMPK-SREBP-1c- SCD1通路减轻非酒精性肝脂肪变性。自由基生物学和医学。2019 年 9 月在线发布:192-204。doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.06.019
Chen MB、McAinch AJ、Macaulay SL 等。培养的 2 型肥胖糖尿病人骨骼肌中球状脂联素对 AMP 激酶和脂肪酸氧化的激活受损。临床内分泌与代谢杂志。2005 年 6 月在线发表:3665-3672。doi:10.1210/jc.2004-1980
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埃里克
[[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2728|2021 年 9 月 11 日下午 7:39]] 好东西!您可能已经在 twitter 上看到了我所有的垃圾链接,但我注意到根据研究,在各种茶和草药(和植物色素)中发现的大量抗氧化剂是如何激活 AMPK 的。真的好像我们这里有一个季节性的转换。收获期麻木(亚油酸、甜水果)和春季抗麻木(花、有色浆果、茶)。如果你问我,它很优雅。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2728|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/405689ec8d3c8b84c2c170fdd86e0443?s=50&d=mm&r=g}} 鲍勃 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2731|2021 年 9 月 12 日上午 12:42]] 维生素 K 在绿叶蔬菜中。Vit K2 没有那么多。肠道中的 K 主要由食草动物中的细菌转化为 K2。在我们肠道中转化的那一点在远端结肠中,几乎没有被吸收。大多数对 K2 的流行描述与 GLA 蛋白的羧化及其对钙分配的影响有关。我希望 Brad 所指的是 K2 的一个鲜为人知的特性,它充当替代电子传输链。在 N Texas U 进行的一项非常酷的研究表明,在短期补充 K2 后,心输出量增加了 12%。我期待着他的观察。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2731|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/44d56b192c58019bbcafea6f2ff4ad0a?s=50&d=mm&r=g}} 布拉德·马歇尔 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2746|2021 年 9 月 14 日下午 5:02]] 小鼠发生的一件事是,为了响应瘦素(激活 AMPK),它们会自发地更频繁地站起来走动。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2746|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/dfbafba9eaca4182ea2c36641ec674a4?s=50&d=mm&r=g}} 埃里克 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2730|2021 年 9 月 11 日晚上 8:32]] 还注意到维生素 D 参考。另一种在冬季缺乏的营养素——但在春天天气变暖时就会出现……来自我们自己的皮肤和阳光照射!维生素 K 不太清楚,但很多绿叶蔬菜都含有它。 PS- 另一个好奇的话题- 当我们使用 AMPK 激动剂来尝试禁用麻木时,卡路里消耗会自动增加,还是与肌肉使用量成正比?(即“真正的”体重减轻是否通过与急性肌肉卡路里使用成比例的解偶联发生) 可能会跳过这个问题的系列,但只是将它种植在这里作为未来帖子的想法。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2730|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/eb97600c8deb0953ea0203f908c43331?s=50&d=mm&r=g}} 蒂姆 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2732|2021 年 9 月 12 日晚上 10:16]] 因此,由于禁食会激活并使用类固醇上的 AMPK 途径,我们可以安全地假设禁食对 PUFA 的排毒(因为它们优先燃烧)和抑制 SCD1 都有作用。我只是读错了,还是大自然一直给我们提供了关于麻木的答案? [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2732|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/dfbafba9eaca4182ea2c36641ec674a4?s=50&d=mm&r=g}} 埃里克 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2750|2021 年 9 月 14 日晚上 9:30]] 这很有趣,我想知道路径是什么样的。 有趣的是,我发现短期 IF 当我重新进食后会感到疲倦,尤其是摄入大量碳水化合物(淀粉)时。今天早上我在重新喂食前喝了几个小时的芙蓉,我仍然很震惊我吃午饭时有多累(不吃早餐) [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2750|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/dfbafba9eaca4182ea2c36641ec674a4?s=50&d=mm&r=g}} 埃里克 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2736|2021 年 9 月 13 日上午 10:58]] 有道理,这就是麻木的用途——在食物供应不足时准备禁食。我认为布拉德的看法是这对现代人类社会来说并不理想,也许有一种化学/营养保健方法。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2736|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/79a2e5d324e5c0dca800a1a3e619d40e?s=50&d=mm&r=g}} 雅各布 G。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2739|2021 年 9 月 13 日晚上 10:18]] 禁食是有效的,但你必须禁食直到所有或至少大部分 PUFA 消失。我们不是冬眠者,所以这会很艰难。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2739|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/44d56b192c58019bbcafea6f2ff4ad0a?s=50&d=mm&r=g}} 布拉德·马歇尔 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2747|2021 年 9 月 14 日下午 5:07]] 实际上,至少在瘦人中,SCD1 会随着禁食而增加。这样,下次你吃东西时,你会储存更多的卡路里。我不确定这是否适用于肥胖症。 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2747|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/3b0500deb737c4db46ab60d9c4ae8872?s=50&d=mm&r=g}} 伊莱恩·K [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2733|2021 年 9 月 13 日上午 3:24]] 你好布拉德!! 你知道我一直在努力减肥和康复大约 25 年,而且在 youtube 上总是得到相同的两个答案,没有肥胖的素食主义和酮/食肉动物……我不能坚持其中任何一个,它们是折磨!然后..我做了一个祈祷并要求节食,我实际上可以坚持下去,并且会工作,瞧,你在那里!!感觉自己掉进了异世界!我以前从未见过你! 我一直在尝试你的饮食,包括美味的汉堡包、米饭、蒸蔬菜、加黄油和可可脂的咖啡, 到目前为止还没有减肥,但我不得不,只需要尝试一些基本的饼干,只有面粉盐糖和黄油……增加了 3 磅,糖变坏了 无论如何,我想和你谈谈麻木,我知道这是我的问题,不要问大声笑,但我从来没有听说过如何摆脱它,我订购了你的黄油,但买不起其他到月底。 我有一个故事要告诉你,我不能不大量运动就减肥,我可以慢跑 6 个月而不会失去一盎司,然后突然发生了一些事情,我体重下降得如此之快,我没有注意到,人们必须给我指出来! 我的整个性格发生了变化,抑郁症解除了,我变得超级雄心勃勃等等, 你能告诉我吗,因为我不能再跑步了,因为身体疼痛,你知道是什么让我“开启”了,如果有某种方式我可以模拟它? 非常感谢您的考虑,我知道这是一个奇怪的问题!恶作剧 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2733|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/44d56b192c58019bbcafea6f2ff4ad0a?s=50&d=mm&r=g}} 布拉德·马歇尔 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2748|2021 年 9 月 14 日下午 5:14]] 嗯,这是一个非常有趣的故事。我不能肯定地说你发生了什么变化!也许 AMPK 被激活了。但为什么?柑橘?夏天?维生素D? [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2748|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/ca8151a2f0ac00bf920d0bff96d40c26?s=50&d=mm&r=g}} [[http://michael%20kreder/|迈克尔·克莱德]] [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2735|2021 年 9 月 13 日上午 4:21]] Quicksilver Scientific 销售一种名为 AMPK Activator 的产品。它是脂质体形式,因此可以快速切换开关,例如 90 分钟。其成分熟悉,小檗碱、槲皮素、白藜芦醇、水飞蓟、肉桂皮。市场上有很多非脂质体ampk活化剂产品...... [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2735|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/c998a45d37be3194459d0cb33d6a28b2?s=50&d=mm&r=g}}
史蒂夫 [2021 年 9 月 13 日下午 7:27](https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2738) 我们不要忘记,运动是 AMPK 非常强大的激活剂。 [回复](https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2738) - {{https://secure.gravatar.com/avatar/c998a45d37be3194459d0cb33d6a28b2?s=50&d=mm&r=g}} 史蒂夫 [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2753|2021 年 9 月 15 日上午 10:43]] 应该补充一点,还有一些物质可以激活 AMPK……染料木黄酮、EGCG 和辣椒素。 [[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16236247/|https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16236247/]] [[https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2753|回复]] - {{https://secure.gravatar.com/avatar/dfbafba9eaca4182ea2c36641ec674a4?s=50&d=mm&r=g}}
埃里克 [2021 年 9 月 15 日下午 1:54](https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2755) 彼得在 Peak Human 播客上的采访中的有趣花絮 - 彼得提到他在某种程度上怀疑,细胞内的所有代谢信号最终都会以一种或另一种方式归结为 ROS。正如您之前提到的,当人们想到“抗氧化剂”时,会想到“ROS 经纪人”或类似的东西。 此评论的设置:[https](https://high-fat-nutrition.blogspot.com/2021/09/modelling-energy-intake-2-corn-oil.html) : [//high-fat-nutrition.blogspot.com/2021/09/modelling-energy-intake-2-corn-oil.html](https://high-fat-nutrition.blogspot.com/2021/09/modelling-energy-intake-2-corn-oil.html) 这让我想到另一个问题——来自亚油酸的线粒体的 ROS。IIRC,亚油酸降低 ROS 的部分原因不是较低的 FADH2/NADH 比率,而是 PUFA 经常触发解偶联蛋白的事实——在极端的例子中,彼得引用的研究表明,>40% 的亚油酸实际上可以防止由于大量使用而导致的肥胖解偶联(和一个真正出汗的有机体)- 解耦的效果是降低“电压”,正如我所想的那样,或彼得描述的“delta psi”。当电压由于高解偶联而降低时,给定的 FADH2/NADH 比率的燃料脂肪产生的 ROS 较少。因此,拥有适量的亚油酸 \- 以及相当数量的解偶联 \- 有效地破坏了任何脂肪酸产生高活性氧的能力,对吧? 那么这些“抗氧化剂”正在做什么,是向我们的细胞添加外源性活性氧,以掩盖亚油酸的解偶联作用? [回复](https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2755) - {{https://secure.gravatar.com/avatar/fe38f8a3846bba9bf09f135037754459?s=50&d=mm&r=g}}
哈 [2021 年 9 月 15 日晚上 8:41](https://fireinabottle.net/scd1-regulates-ampk-and-ampk-regulates-scd1/#comment-2759) 只是一个轶事……一直在尝试增加我的 BMR,并在早上使用一个简单的温度计和基础读数来监测或全天。 最初,该策略从严格限制 PUFA(即主要是 N6)和增加 SFA 开始。我最终添加了小檗碱和 sterculic 油并得到了回应,但由于消化问题而停止了这两种补充剂(可能无关但无论如何都停止了)。与此同时,我进行了几次 Omega 定量测试(所以这是持续了六个月以上),结果表明 LA 和 DI18 和 DI1600 降低,EPA/DHA 比率增加(不补充 O3)。显着地。然而,中午的温度并没有超过 98F 的最大值。基本在 97F 左右,但从 96 年代中期开始。锻炼,但 Maffetone 型 HRZ2 强度。没有HIIT或重量训练。 最近,基础温度逐渐升高,如 97.4-5F 和中午或傍晚 98+。但是为了解决关于出汗的评论......过去几乎没有出汗。现在一想到运动就汗流浃背……我的衬衫和帽子上汗流浃背。发生了一些事情,但我需要找到热量计。唯一的补充剂是维生素/矿物质瓶盖,现在饮用 LMNT 电解质溶液。钠、磷、镁。我的猜测是,无论出于何种原因,我的线粒体开始启动,系统产生多余的电子,最终解耦以保护内质网应激反应。解耦很好(也请参见 Ray Peat) 体重稳定或非常温和的体重减轻。可能是吃太多羊角面包了。妻子自制。我怎么能不吃它们?至少我把巧克力换成了格鲁耶尔和纯黄油羊角面包! 非常考虑低补充欧米茄 3。……看看这是否会进一步推动 OQ 测试针。没有完全进入他们的最佳范围,但一开始就开始走出了它。仍然可以跟踪DI和AA。
44 条评论 / SCD1 肥胖理论/ 作者: Brad Marshall / 2021 年 3 月 9 日
现在是本季大结局的时候了!下周我将转而讨论我个人使用sterculia 油抑制 SCD1 的结果。在这篇文章中,我将总结我迄今为止关于这个主题的帖子,然后使用一个事后看来如此明显的例子来结束这个话题:叙利亚仓鼠,一种储存食物的冬眠动物。
叙利亚仓鼠的故事以及它如何调整新陈代谢以进入冬眠状态,是本主题中涵盖的主题的一个精彩叙述示例。预告片版本是,为了进入深度麻木状态(低代谢率、降低体温),它会升高 SCD1 和 PPAR 伽马。这听起来像你认识的人吗?一旦仓鼠进入深度麻木状态,它就会非常擅长用很少的食物来维持其脂肪量。
深度麻木是许多哺乳动物都能够进入的一种状态:睡鼠、仓鼠、熊、蝙蝠、土拨鼠、花栗鼠、狐猴、刺猬、臭鼬等等。这表明,进入深度麻木状态的基本代谢工具在哺乳动物脱离进化树之前就已经存在了。如果你正在读这篇文章,你很可能就是哺乳动物。你处于深度麻木状态吗?
在我们开始之前,让我们确保每个人都了解最新情况。
到目前为止,本季《Fire In A Bottle》中:
熊是一个有趣的模型——一种大型哺乳动物,单胃杂食动物,喜欢吃鲑鱼和浆果。再说一遍,听起来像你认识的任何人吗?
我们已经看到,熊脂肪中的 PUFA 含量在秋季(冬眠前)达到峰值。这与橡子(LA 的来源)的可用性是否巧合,还是它实际上具有功能性。这篇关于冬眠者使用多不饱和脂肪的评论^1^很清楚地表明,多不饱和脂肪会增强麻木感:
* > 异温哺乳动物在进入麻木状态之前会增加体内脂肪中多不饱和脂肪酸 (PUFA) 的比例。……低 PUFA 饮食会持续提高冬眠动物和日间异温动物的体温下限和最低代谢率。在下限以上,低 PUFA 饮食通常会提高 > 体温和代谢率,并减少麻木状态的持续时间,这种效果对冬眠动物和日间异温动物也类似 > 。* > > 丹尼尔·蒙罗、唐纳德·W·托马斯
对于冬眠者来说,就像吃淀粉的玻利维亚人一样,低 PUFA 饮食会增加体温和代谢率。
另一个可以降低代谢率的因素是 SCD1 的过度表达,它会将饱和脂肪转化为不饱和脂肪。冬眠动物在麻木期间会产生更多的 SCD1 吗?这项研究^2^表明,熊的单不饱和脂肪与饱和脂肪(一种比比较油酸和硬脂酸更不具体的 DI 类型)比率在 6 月为 1.09,在 2 月为 1.55,这高度暗示了最像我们的冬眠动物在麻木期间 SCD1 会增加。
为了进入麻木状态,熊会增加体内储存的脂肪中的 PUFA 含量并上调 SCD1,就像美国人在 1962 年至 1991 年间所做的那样。
在实验室中研究仓鼠比研究熊更容易,这可能并不令人惊讶。这篇 2019 年的论文^3^很好地详细描述了叙利亚仓鼠在冬眠期间发生的代谢变化。仓鼠冬眠的刺激是降低体温。它们让仓鼠感到寒冷。仓鼠在进入深度麻木状态之前会经历 12-15 周的代谢变化。这些仓鼠在冬眠时会吃食物。每隔五天左右,它们的体温就会升高,醒来后吃一点东西,然后又回到深度麻木状态。这是它们体温的图表。
仓鼠冬眠期间大部分时间处于深度休眠状态 (DT),此时它们的体温会下降到 7 摄氏度。每隔五天左右,它们的体温会升高,醒来后会吃一点东西 (PA)。熊的体积与表面积比要高得多,因此在休眠期间它们的体温几乎不会下降那么多。
这个模型是一个漂亮的叙述框架,涵盖了本主题中涉及的大多数主题:PPAR γ 和 α、SCD1、UCP1 以及线粒体解偶联和代谢率,以及所有这些因素与体脂水平的关系。我将以叙述的方式进行解释,然后向你展示图表,然后我们再回顾一遍。
首先是一些定义:iWAT 是腹股沟白色脂肪组织,一种腹部脂肪。Ppara 是 PPAR α。Ppargc1a 和 Ppargc1b 是 PPAR γ 辅助调节剂——总体 PPAR 信号的粗略指标。Non-HIB 表示非冬眠,SD-cold 表示温度降低,动物准备冬眠,HIB-PA 表示冬眠部分,此时动物体温较高,它们处于清醒状态,HIB-DT 表示深度麻木——低体温冬眠——Post-HIB 表示冬眠后。
当仓鼠处于非冬眠模式时,PPAR alpha 较低,PPAR 活性也较低。SCD1 水平非常低,但由于缺乏 PPAR 信号传导,UCP1 水平也很低。仓鼠的体脂含量相对较高。
当温度下降时,PPAR 活性会略有增加(热图上的浅蓝色比深蓝色活性更高)。SCD1 活性仍然很低,因此 PPAR 的增加导致 UCP-1 大幅上升。体温立即下降——仓鼠的表面积与体积比很高,受热变化的影响很大——但随后保持稳定,直到 40 天左右。在此期间——UCP-1 高、SCD1 低、PPAR 中等、体温稳定——仓鼠会大量减掉体内脂肪。
在第 40 天,仓鼠的体温开始稳步下降。SCD1 增加,UCP1 降至几乎为零,到第十二周时,仓鼠的脂肪量已完全补充。因此,SCD1 高、UCP-1 低会导致脂肪增加。
动物们进入深度麻木状态。SCD1 处于最高点,PPAR alpha 在整个 PPAR 信号传导中所占比例较低,UCP-1 较低,仓鼠的体温和代谢率急剧下降。
现在是起床吃饭的时间了。SCD1 水平略有下降,而 PPAR α 水平则升至最高。UCP-1 水平上升。体温上升。还记得当 SCD1 水平很低时,PPAR α 的轻微增加会导致 UCP-1 的大幅增加吗?现在 SCD1 水平相当高,PPAR α 的大幅增加会导致 UCP-1 的轻微增加。
PPAR 的相对表达。PPAR alpha 在冬眠期间清醒/进食时达到峰值,而在深度蛰伏时相对较低。
UCP-1 在冬眠前期达到峰值,此时体内脂肪正在流失。当体温开始下降至冬眠温度时,UCP-1 的水平最低。在蛰伏期之间,当体温需要升高时,动物才能醒来,此时会出现第二个较小的峰值。
当 UCP1 较高而 SCD1 较低时,体脂会减少。体脂会随着 SCD1 上升和 UCP-1 下降而反弹。
回顾一下:
从仓鼠体内取出脂肪细胞,用 DMSO(阴性对照)、非诺贝特(PPAR 特异性激动剂,可将其打开)、L-165041(PPAR delta 特异性激动剂)或罗格列酮(PPAR gamma 特异性激动剂)进行培养。当仓鼠处于非冬眠状态时,激活 PPAR gamma 或 PPAR delta 可显著增加 SCD1。激活 PPAR alpha 不会增加 SCD1。当仓鼠处于冬眠模式时,无论如何,SCD1 都很高!
深度麻木是一种广泛存在于哺乳动物家族中的代谢状态。多不饱和脂肪(尤其是亚油酸)的消耗和储存会增强深度麻木状态。深度麻木期间发生的分子变化包括 SCD1 表达增加和 PPAR 转录因子活性增加,而 PPAR α 的贡献相对较低。深度麻木期间的代谢变化包括体温低、代谢率低以及能够以相对较少的卡路里维持体脂水平。
1962 年至 1991 年间,美国人的亚油酸消费量急剧增加。我们的亚油酸储存水平增加,去饱和酶指数也增加,表明 SCD1 水平上调。我本人和你们中的许多人最近的血液测试显示,极长链饱和脂肪和单不饱和脂肪含量很高,这表明我们的 PPAR 伽马水平很高。 美国人的体温在过去 150 年里下降了。我们已经变得非常善于保持脂肪量。
你是否陷入深深的麻木之中?
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