遵循地中海饮食的人 - 富含橄榄油和坚果的脂肪 - 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。但在细胞水平上尚不清楚为什么饮食如此有益。
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现在,由斯坦福医学院领导的研究人员发现了健康脂肪(称为单不饱和脂肪酸)与实验室蠕虫寿命之间的首批细胞联系之一。这一发现暗示了饮食、脂肪和长寿之间的复杂关系。
“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增加了两个关键细胞结构或细胞器的数量,并保护细胞膜免受称为氧化的化学反应的损害。研究人员发现,这种保护作用有很大的回报:喂食富含油酸的食物的蠕虫比那些被寄予标准蠕虫口粮的蠕虫寿命长约35%。
令人惊讶的是,其中一个被称为脂滴的细胞器充当了事实上的水晶球,越来越准确地预测每只动物的寿命。
“单个蠕虫中脂滴的数量告诉我动物的剩余寿命,”研究科学家Katharina Papsdorf博士说,“脂滴数量较多的蠕虫比液滴较少的蠕虫寿命更长。
Brunet是该校的Michele和Timothy Barakett遗传学教授,是该研究的资深作者,该研究于1月<>日发表在Nature Cell Biology上。Papsdorf是该研究的主要作者。
“多年来,我们一直对了解饮食如何影响寿命非常感兴趣,”布鲁内特说。“看看我们是否看到脂滴与哺乳动物和人类的寿命之间存在类似的关联,这将是令人着迷的。这些研究结果表明,可能存在一种基于脂肪的策略来改善人类健康和长寿。
(许多)其他名字的胖子
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会令人困惑。一般来说,大多数单不饱和脂肪,存在于鳄梨、橄榄油和坚果等植物性食物中,被认为是相对健康的。饱和脂肪和反式脂肪 - 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。脂肪和油由脂肪酸组成;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一种叫做秀丽隐杆线虫的微小蛔虫。这些蠕虫长约1毫米,通常寿命约为18至20天。在野外,它们生活在土壤中,以腐烂植物物质上的细菌为食。在实验室里,它们以懒惰的弧线在专门准备的实验室培养皿表面巡航,这些培养皿中充满了细菌。秀丽隐杆线虫繁殖快,价格低廉且易于饲养,其基因组和神经网络已被完全映射,使其成为研究衰老和疾病的良好模型。
“蠕虫使我们能够跟踪饮食变化发生的分子变化,并确定这些变化中的哪些影响寿命,”Papsdorf说。
Papsdorf和她的同事比较了喂食补充油酸的实验室培养皿上生长的蠕虫细菌与结构相似的称为elaidic酸的化合物的效果。Elaidic acid是一种单不饱和反式脂肪酸(反式脂肪=坏!),存在于人造黄油和乳制品中,已知对人类不健康。它的分子结构中缺少油酸中存在的扭结。
“我们看到,如果蠕虫暴露于油酸,蠕虫肠道细胞中的脂滴数量会增加,这与寿命延长有关,”Brunet说。“相比之下,暴露于elaidic酸不会增加脂滴的数量,对寿命也没有影响。
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作用至关重要;阻断液滴制造蛋白的基因使动物的寿命恢复正常。
除了跟踪脂滴的数量外,研究人员还注意到暴露于油酸的蠕虫肠道组织中过氧化物酶体的数量增加。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动物中较高,并且随着年龄的增长而自然减少,这表明它们以某种方式共同调节。它们也可能因人而异。Papsdorf发现,在喂食正常饮食的幼虫中,那些脂滴数量较多的蠕虫比同龄具有较少液滴的遗传相同动物寿命略小,但具有统计学意义。这种影响在老年动物中更为明显;具有更多脂滴的中年蠕虫平均比基因相同的同龄人长33%。
“有趣的是,卡路里限制也与动物和人类的长寿有关,”布鲁内特说。“但研究表明,在限制卡路里的小鼠中,最胖的个体往往是活得最长的。这表明脂肪具有双重方面。有些方面是非常消极的,但其他方面可能是积极的。
避免“脂质氧化”
最后,研究人员表明,补充油酸可以减少一种称为脂质氧化的化学反应,这种反应会损害细胞膜。相反,Elaidic酸增加了脂质氧化。“膜氧化对生物体来说是非常坏的消息,”布鲁内特说。“细胞膜可能开始渗漏和失效,这可能导致一连串的不良生物效应。
研究人员的发现首次表明,脂滴和过氧化物酶体通过响应有益单不饱和脂肪酸存在的生物学途径共同调节,并且可以通过保护细胞膜免受氧化来避免衰老。
“还有很多研究要做,以了解这些发现是否以及如何适用于人类,”布鲁内特说。“通常,当人们在哺乳动物组织中看到脂滴时,这表明肥胖和其他健康问题。但是,一定大小、形状或特定组织中的液滴可能会对健康产生不同的影响。我们需要了解在疾病和长寿的背景下,它们之间的区别是什么。
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