能量相关因子

能量相关因子（共4篇）

能量相关因子 篇1

摘要：脂肪分泌的大量的生物活性物质统称为脂肪细胞因子。它们在维持机体能量代谢、内环境稳定及免疫应答等方面起着重要作用, 并且与肥胖、糖尿病等代谢综合症密切相关。本文主要通过文献资料法归纳了脂肪细胞因子瘦素、脂联素、抵抗素在机体能量代谢中的作用及可能机制, 并探讨了它们之间的相互作用。但一些脂肪细胞因子及其具体作用机制至今还不完全清楚, 还有待于进一步研究。

关键词：脂肪细胞因子,能量代谢,胰岛素抵抗,作用机制

脂肪组织主要是由脂肪细胞组成的网状结缔组织, 这种结缔组织还包括前体脂肪细胞、成纤维细胞、免疫细胞以及其它种类的细胞。传统的观点认为脂肪组织仅仅是机体的能量储存库。但是近年来随着肥胖问题及代谢失调导致的疾病与日俱增, 脂肪组织成了广大科研人员关注的焦点, 并且取得一系列的成果。目前认为, 脂肪组织不仅仅可以调节脂肪含量和营养平衡, 而且还是一个比较活跃的内分泌器官。能释放出大量的生物活性物质 (脂肪细胞因子) , 它们在维持能量代谢及心血管的内环境稳定、葡萄糖及脂质代谢、免疫应答等方面发挥重要作用, 并且与肥胖、糖尿病及其并发症有着紧密地联系。

1 脂肪细胞因子及其在能量代谢中的调控作用

目前已发现脂肪细胞因子约有40多种。目前研究较多的有瘦素、脂联素、纤溶酶原激活物抑制物、白细胞介素-6、胰岛素样生长因子以及最近研究发现的抵抗素及血管紧张素受体样蛋白J受体的内源性配体等。本文主要对参与机体能量代谢的脂肪细胞因子瘦素、脂联素及抵抗素加以综述及归纳。

1.1 瘦素 (Leptin) 及其在能量代谢中的调控作用

1.1.1 瘦素及其受体

自1994年发现瘦素以来, 就把它作为一个最重要的调节食物摄取和能量平衡的因子而成为研究的热点。瘦素又称肥胖蛋白, 是由肥胖基因 (obese gene, OB) 编码、白色脂肪组织分泌的一种多肽激素, 含有167个氨基酸, 分子量为16KD。瘦素主要由机体脂肪细胞分泌, 并通过血液循环被运送到机体其它部位与受体 (OB-R) 相结合发挥作用。血液中瘦素的水平反应机体脂肪含量。

瘦素受体 (obese gene receptor, OB-R) 是一种跨膜受体, 属于细胞激肽类Ⅰ型受体, 由胞外的配体结合区、跨膜区及胞内区三部分组成。OB-R有多种亚型, 其中只有OB-RB属于长受体, 通过Jak-Stat信号转导途径发挥信号转导功能[1]。OB-RB介导细胞内的瘦素信号, 在下丘脑和脑干的神经元含量丰富, 控制着进食、代谢和神经内分泌功能。

1.1.2 瘦素与能量代谢

目前多数观点认为, 瘦素的主要作用是通过摄食中枢和能量平衡, 降低食欲, 增加能量消耗, 降低体重和脂肪含量。

瘦素主要是作用于中枢, 通过下丘脑弓状核NPY神经元分泌神经肽Y (NPY) 发挥作用的, 给瘦素补充会产生NPY合成受到抑制, 从而降低食欲, 减少能量摄取, 降低脂肪积累[2]。人体脑脊液中瘦素浓度与血浆瘦素水平有关, 而血浆瘦素水平又与体重指数相关。给瘦素不足的小鼠中枢补充重组型瘦素可以降低小鼠对食物的摄取量及肥胖程度, 外周补充也同样有效, 但是所需剂量较大一些, 说明瘦素通过抑制食欲, 减少能量摄取从而降低体重和脂肪含量。给予脑室注射瘦素会改善胰岛素抵抗状况, 提示, 瘦素可以通过下丘脑调节系统发挥作用, 这种机制可能是激活了肾上腺素能系统[1]。瘦素也可以与胰岛β细胞上的瘦素受体相结合, 抑制胰岛素mRNA启动因子, 降低其表达, 从而抑制葡萄糖刺激的胰岛素分泌, 降低胰岛素水平[3]。尽管绝大多数证据表明中枢神经系统是瘦素作用的主要场所, 抑制脂肪组织中的瘦素受体表达也会导致与瘦素缺乏时相同的许多症状。瘦素还可以直接作用于外周组织如骨骼肌及肝脏而提高胰岛素敏感性[2]。

也有研究认为, 瘦素通过增加耗氧量, 使机体体温升高、活动力增强, 从而增加机体能耗量。给予ob小鼠重组型瘦素后, 其活动和耗氧量增加, 体温升高。提示, 瘦素可以提高代谢率, 增加能量消耗[4]。

虽然与瘦素缺乏症者相比, 瘦素补充能对能量消耗和摄食产生重要影响, 但是对于正常或肥胖高脂血症的小鼠及人来说, 补充瘦素对其症状无明显影响。是否说明了瘦素的主要功能可能是对机体的饥饿状态起监控作用, 而不是抑制脂肪的生成还有待于进一步研究。

1.2 脂联素 (APN) 及其在能量代谢中的作用

1.2.1 脂联素概述

脂联素是脂肪细胞分泌的一种内源性生物活性多肽或蛋白质。最初, 脂联素是在人体皮下脂肪组织、血浆和鼠科动物的脂肪细胞中发现的。人体内的脂联素由244个氨基酸组成, 分子量为30KD。由氨基末端的分泌信号序列 (aa 1-18) 、一段特异序列 (aa19-41) 、一组由22个氨基酸组成的胶原重复序列 (aa 42-107) 及一段球状序列 (aa108-244) 组成。其中球状区是脂联素生物活性的关键部位, 和肿瘤坏死因子TNF-α的结构相似, 脂联素与胶原Ⅷ、X和补体C1q高度同源[5]。脂联素的单聚体和三聚体是其生物活性形式或受体亲和配体, 可以特异性结合骨骼肌或肝脏细胞膜上的G蛋白藕联受体、Ⅰ型或Ⅱ型脂联素受体, 进而调节脂肪酸氧化和糖代谢[6]。

1.2.2 脂联素在能量代谢中的作用

脂联素是一种胰岛素增敏激素, 能够增加胰岛素敏感性, 从而促进葡萄糖的摄取, 改善小鼠的胰岛素抗性和动脉粥样硬化症。APN还可以直接或间接促进脂肪酸的氧化代谢, 并抑制肝脏葡萄糖的异生, 因而起到降低血糖的作用。对人体的研究发现, APN 水平能预示Ⅱ型糖尿病和冠心病的发展, 并在临床试验表现出抗糖尿病、抗动脉粥样和炎症的潜力。

研究表明, APN可以通过提高过氧化物酶体生物激活受体 (PPARα) 靶基因 (CD36、乙酰辅酶A氧化酶及解耦联蛋白2) 的表达, 从而激发PPARα的活性[7]。APN刺激骨骼肌及肝脏细胞的磷酸化并激活AMPK的活性, 同时激活肌细胞ACC磷酸化反应、增强脂肪酸的β-氧化、刺激骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取以及乳酸的生成并抑制肝糖原的生成达到降低血糖的目的。而通过显性基因突变体抑制AMPK的活性则会导致前面所述反应受到抑制。结果提示, APN可以通过调节AMPK的活性从而调节葡萄糖的利用及脂肪酸的氧化, 进而在能量平衡的调节过程中起到重要作用[8]。在APN转基因大鼠体内, 降低葡萄糖异生作用的酶类如烯醇式磷酸丙酮激酶以及6-磷酸葡萄糖激酶, 与大鼠肝脏内AMPK磷酸化程度升高是关联的[9]。同时研究认为, 血清中有两种形式的APN, 即低分子量的三聚体和二聚体以及高分子量的复合物。其中高分子量复合物含量呈现出胰岛素的负向调节。与此研究相一致的是, 最新是一项研究表明, 是高分子量的复合物, 而不是APN总量与TZD介导的胰岛素敏感性提高相关[10]。

APN是至今为止发现的唯一一种当脂肪组织容积变大时, 其血浆浓度反而下降的脂肪细胞因子。血清APN水平与BMI、血清胰岛素水平、胰岛素抵抗、甘油三脂、低密度脂蛋白成负相关, 而与高密度脂蛋白成正相关[11]。提示, APN水平降低可能导致高胰岛素血症和高血糖症的发生。而任何影响APN水平的因素包括APN基因突变、基因转录水平的异常调节等可导致APN水平降低, 从而与2型糖尿病、肥胖及血脂紊乱等的发生密切相关。

1.3 抵抗素及其在能量代谢中的作用

1.3.1 抵抗素概述

抵抗素 (Resistin) 是于2001年在小鼠脂肪细胞中被发现的脂肪因子, 是脂肪组织特异分泌的可导致胰岛素抵抗的小分子蛋白, 富含半胱氨酸蛋白质家族中类抵抗素分子中的一员, 富含半胱氨酸和丝氨酸残基, 并且具有独特的半胱氨酸重复结构, 它还是一个由二硫键连接而成的同型二聚体, 分子内的二硫键是维持抵抗素空间构象及其生物活性的重要结构[12]。人的抵抗素基因位于19号染色体, 其mRNA全长为476个碱基, 编码108个氨基酸残基组成的抵抗素蛋白。抵抗素主要是在动物的皮下、附睾和乳腺等白色脂肪组织中表达, 而在棕色脂肪组织中的表达极弱, 在脑、肝、肺、肠、心、肾和骨骼肌等部位几乎无表达, 在垂体等部位的表达则报道不一。人抵抗素在脂肪细胞、胎盘血液的单核细胞和骨髓组织中均有表达, 在骨骼肌、血管平滑肌及内皮细胞等均无表达。且至今为止, 还未在人和动物体内发现抵抗素的相应受体。

1.3.2 抵抗素与能量代谢

最初研究报道, 抵抗素只能在脂肪组织里产生, 且脂肪类型不同, 其基因表达程度也不同, 与白色脂肪组织相比, 棕色脂肪组织中其基因表达程度较小。饥饿状态下抵抗素基因表达降低, 同时血清抵抗素水平也相应降低。与此相反, 肥胖动物体内抵抗素基因及血浆抵抗素含量则呈现高水平状态[13]。结果提示, 抵抗素水平与肥胖成正相关。Steppan[14]等研究发现, 禁食48h后, 小鼠血清抵抗素水平降低, 而进食后, 血清抵抗素水平升高。在遗传性和饮食诱导的肥胖小鼠中, 血浆抵抗素水平升高, 导致胰岛素抵抗。实验证明了补充抵抗素重组蛋白削弱了葡萄糖耐受力和胰岛素的作用, 而给予抵抗素抗体则可以改善甘油酯水平及缓解胰岛素抵抗状况。结果显示, 抵抗素损伤了胰岛素的敏感性, 导致胰岛素抵抗, 表现为高血糖、高胰岛素血症。

临床研究认为[15,16], 抵抗素与胰岛素抵抗指数呈显著正相关, 抵抗素可能损害或抑制β细胞胰岛素的分泌功能, 是升高血糖的另一机制。高血糖通过增加机体氧化应激发生, 诱导内皮依赖性血管舒张功能异常, 非酶促蛋白糖基化形成, 蛋白激酶C活化等途径促进血管病变。Bajaj[17]等研究发现, 血浆抵抗素水平与肝脏脂肪含量成正相关, 降低血浆抵抗素水平, 肝脏脂肪含量也相应降低, 并且可以改善肝脏对胰岛素的敏感性。Kim[18]等研究表明, 胰岛素缺乏型糖尿病小鼠模型抵抗素水平降低, 且补充胰岛素会使脂肪组织抵抗素水平快速升高至正常水平。以上研究结果提示, 抵抗素可通过对胰岛素的抵抗作用对糖和脂代谢进行调节, 并且还可以通过负反馈作用调节脂肪量, 即在脂肪细胞分化过程中抵抗素水平升高, 同时它还可抑制脂肪的形成。Ukkola[19]等在对12对同卵双生子进行100天的过度饮食增肥实验中发现, 抵抗素基因序列与增肥过程中呼吸商的变化有关。呼吸商可以反映脂肪参与能量代谢的程度, 提示, 抵抗素基因序列可能对机体脂代谢产生影响。

抵抗素在人体内对糖代谢的影响功能尚不明确, 人体实验有关抵抗素在糖代谢方面的作用存在着不一致的观点。部分学者认为, 抵抗素水平和SNPs与肥胖、胰岛素抵抗及Ⅱ型糖尿病相关;然而, 另一部分学者则认为它们之间并不存在明显相关性[12]。

在研究抵抗素的作用机制时, Steppan等认为, 抵抗素减弱胰岛素的多种功能, 包括抑制胰岛素信号转导途径中的胰岛素受体及胰岛素受体底物-1分子中酪氨酸残基磷酸化, 使磷脂酰肌醇3激酶和蛋白激酶B的激活减少, 从而引起脂肪细胞的胰岛素抵抗。黄建龙[20]等报道, 高抵抗素血症增加游离脂肪酸 (FFA) 含量引起胰岛素抵抗, FFA可抑制葡萄糖代谢的关键酶-丙酮酸脱氢酶的活性, 从而抑制丙酮酸向乙酰辅酶A的转化, 导致葡萄糖的氧化代谢异常, 从而引起葡萄糖刺激的胰岛素障碍。

2 脂肪因子之间的相互作用

脂肪因子作为机体内生物活性物质, 其作用较为复杂, 各种脂肪因子通过调节能量平衡通路以及相互作用在调控着机体能量代谢 (如图) 。在很大程度上, 脂肪因子间的相互作用主要和胰岛素抵抗有关。目前有关不同的脂肪细胞因子之间的相互作用的研究为数不多, 并且部分离体实验和活体实验研究结果往往存在着矛盾。

研究表明, APN和TNF-α在其合成和活性方面相互制约, 以维持其生物功能的稳定。营养过剩将导致炎症反应通道的激活, 破坏生物功能的稳态, 致使APN表达降低。而APN能够抑制TNF-α及IL-6的表达。相反, Leptin对TNF-α及IL-6的生成起到上调作用, 对APN表达起到刺激作用, 而抑制Resistin和RBP4的表达。此外, TNF-α还可刺激Leptin和Resistin等的表达。提示, 细胞因子通过旁分泌和/或自分泌作用可以引起和参加炎症反应。另有研究报道[21], Leptin抑制Resistin的表达, 而在Leptin缺乏的ob/ob小鼠中, 对APN的表达具有促进作用。

在机体能量代谢过程中, 各种脂肪细胞因子相互作用, 共同维持机体自稳态平衡。部分脂肪因子的功能及作用机制已有详细报道, 但是其具体作用机制及其相互之间的关系还有待于进一步探讨。

3 小结

综上所述, 脂肪细胞因子瘦素主要通过抑制摄食, 增加能量消耗, 促进肝脏、胰腺及骨骼肌内脂肪酸氧化, 调节肝脏糖异生及β-细胞功能;脂联素能够抑制肝脏糖异生, 刺激肝脏及骨骼肌脂肪酸氧化, 促进胰岛素分泌及骨骼肌对葡萄糖的摄取以及调节摄食和能量消耗;抵抗素可以诱导小鼠胰岛素抵抗, 参与脂代谢调节。各种脂肪细胞因子之间可以通过多种途径相互作用, 调控着机体能量代谢, 从而发挥着其特定的生物学作用。

能量相关因子 篇2

对山西沙尘天气与蒙古国的降水、我国北方积雪日数、青藏高原积雪日数和表征气候异常变化信号的大气-海洋环流因子SOI指数的关系进行了分析,揭示了全球准周期性变化对沙尘天气趋势的主导性作用.得出蒙古国西部前一年降水对山西省的沙尘天气具有较好的指示性;青藏高原前一年冬季积雪日数和山西省的年沙尘日数呈较好的`负相关性;当前冬青藏高原积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.就我国北方特别是山西省上游地区的积雪日数而言,指示性比较强的区域分布在内蒙古、甘肃、新疆.这些区域内某些站点前一年冬季的平均积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.此外,山西沙尘还与SOI指数有显著的滞后2 a的正响应关系,与SOI有滞后两年正相关的站点主要分布在中东部和东北部.在要素相关分析的基础上,综合各类因子制作了山西省沙尘预测模型,以期为沙尘天气的短期预测工作提供一些参考依据.

作 者：刘瑞兰 任国玉 吴占华 LIU Ruilan REN Guoyu WU Zhanhua 作者单位：刘瑞兰,吴占华,LIU Ruilan,WU Zhanhua(山西省朔州市气象局,山西,朔州,036001)

任国玉,REN Guoyu(中国气象局气候研究开放实验室,国家气候中心,北京,100081)

能量相关因子 篇3

关键词：被毛,小鼠,食物摄入,能量代谢,适应变化

被毛是哺乳动物特有的结构,是表皮角化的产物,常形成毛被,具有绝热和保温作用[1]。被毛能够加强或减弱动物向周围环境的热量散失,是维持动物机体产热和散热的重要结构,促进动物机体面对复杂环境的适应能力。许多哺乳动物在不同季节的被毛丰富度是不同的,这是动物在与之生存的环境下长期相适应的结果。如果动物的被毛对于动物对环境适应是一个显著的相关性因素,那么在同一环境温度下剪除动物的被毛,动物是否会通过其他途径进行能量的补充,动物的能量代谢水平又会发生怎样的变化, 被毛可否作为单一因素影响动物的能量代谢水平。 为了探究这些问题,试验采用不同方式剪除小鼠被毛,观察不同情况小鼠的能量变化水平。

1材料

1.1试验动物

Balb / c小鼠体重为( 20. 0 ± 2. 0 ) g共24只( 雄性) ,购自哈尔滨医科大学实验动物中心。随机分为3组,剪毛1组( 剪除背部1块1 cm × 1 cm = 1 cm2面积被毛) 、剪毛2组( 剪除背部1块1 cm × 2 cm = 2 cm2面积被毛) 、剪毛3组 ( 分别剪除 背部1块1 cm × 1 cm = 1 cm2面积被毛) 。室内饲养30 d,平均室温为18 ℃,自由进食和饮水,定期更换垫料,保持笼舍卫生。剪毛方法: 将小鼠用乙醚进行麻醉,靠近皮肤用剪刀剪除被毛,避免损伤皮肤,贴近皮肤的部分使用脱毛剂10 min,除去剩余的被毛。

1.2能量代谢率的测定

由于体内能量全部来源于物质的氧化分解,依据化学反应的定比定律,机体的耗氧量与能量代谢率呈正相关,因此试验采用通过测定耗氧量来间接测定小鼠的能量代谢,即通过测定机体消耗一定量氧气所需要的时间测出每小时的耗氧量,从而计算出能量代谢率。试验前将小白鼠禁食12 h,每次于8: 00测定代谢率。将小白鼠称重后放入广口瓶内,加塞密闭,稳定30 min后进行小鼠耗氧量的测定。用注射器抽取略超过20 m L的氧气,计算消耗20 m L氧气所用时间,反复测定3次取平均值。小白鼠能量代谢率计算依据能量代谢率 = Q/S。式中: 小白鼠每小时产热量Q = V0× 20. 188,耗氧量( V) 校正为标准状态下的气体容量( V0) ,V0= K · V,K为标准状态气体换算系数,根据试验时气压和温度可从文献中查得,假定小白鼠所食为混合食物,呼吸商( RQ) 为0. 82,相应的氧热价为20. 188 k J/L。小白鼠体表面积( S) 的计算: 若体重超过20 g的可从文献查得,体重在20 g以下者按Rubmer公式计算: S( m2) = 0. 091 3 × W2 /3 。 式中: W为体重( kg) 。

2方法

2.1试验过程

将动物随机分为3组进行剪毛处理,每天供给足量的食物和饮水,每间隔24 h称取食物1次,考虑到在笼舍内动物对饲料的破损和食物的水分蒸发作用, 每次称取食物后给动物更换新鲜的饲料,以确定每天的食物摄入量,并且每次称取剩余食物时会选择同一时间。饲养20 d后,测定间接能量代谢率,比较剪除被毛后动物对食物的摄入量和能量代谢的影响。

2.2数据的统计分析

数据处理采用SPSS 13. 0软件包,组间差异采用单因素方差分析,数据以平均值 ± 标准误表示。

3结果与分析

对不同剪毛组食物摄入量进行统计后得出,食物摄入量剪毛2组 > 剪毛3组 > 剪毛1组( 见表1) ,剪毛2组食物摄入量与剪毛1组食物摄入量相比增加20% ,即被毛被连续剪掉最多部分组的食物摄入量最高,被毛剪掉最少部分组食物摄入量最低。

g

剪毛2组,即被毛被连续去除最多部分组的间接能量代谢率最低( 见表2) ,且与其他2组的能量代谢率相比差异显著( P < 0. 05) ,剪毛1组和剪毛3组之间的能量代谢率差异不显著( P > 0. 05) 。

k J/( m2·h- 1)

注: 同行数据肩标小写字母不同表示差异显著( P < 0. 05) ,小写( P > 0. 05) 。

4讨论

哺乳动物的被毛作为与外界环境直接接触的部分,对动物的保温性能具有重要意义,其保温功能对动物适应外界环境具有重要影响,被毛作为机体与外界环境热量传递的介质,起到了增强保温、降低散热的作用,通过此功能来适应机体与外界环境之间的变化,如动物的季节性换毛也是为了适应外界的环境变化。目前,对于哺乳动物的被毛研究大多集中在动物学和传热学方面,但有关哺乳动物的被毛为机体的能量代谢调节方面的生理学机制方面的研究甚少,被毛的作用一直以来都被认为是动物适应外界环境温度的主要载体,因为传导热的损失与环境温度直接相关。哺乳动物的能量代谢受多个因素的影响[2,3,4,5,6],研究旨在通过研究同一生活环境下,动物在不同被毛覆盖度上,食物摄入量和能量代谢率有何区别,进而揭示被毛的生理、生态适应规律。

生命相关的正能量励志短语 篇4

27、我们一来到世间，社会就在我们面前树起了一个巨大的问号，你怎样度过自己的一生?我从来不把安逸和享乐看做是生活目的本身。(爱因斯坦)

28、以死来鄙薄自己，出卖自己，否定自己的信仰，是世间最大的刑罚，最大的罪(罗曼·罗兰)

29、生命不仅可以用年月计算，有时事件也是最好的日历。(狄斯累利)

30、坏人活着是为了吃与喝，而好人却是为了活着才吃与喝。(苏格拉底)

31、生命的意义在于活得充实，而不在于活得长久。(马丁·路德·金)

32、生命是一支箭——因此，你必须知道瞄准什么目标和如何运弓，然后把弓弦拉足，让箭飞射出去!(亨·范戴克)

33、生命是单程路，不论你怎样转弯抹角，都不会走回头，你一旦明白和接受这一点，人生就简单得多了。(穆尔)

34、人们在谈论中消磨时间，与此同时，时间也在不声不响地销蚀人们的生命。(布什科)

35、生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。(泰戈尔)

36、当一个人内心开始斗争时，生存就有了价值。(勃朗宁)

37、我希望世界在我去世的时候要比我出生的时候更美好。(萧伯纳)

38、只要你善于利用，生命就是长的。(塞涅卡)

39、了解生命真谛的人，可以使短促的生命延长。(西塞罗)

40、生命的第一个行动是创造的行动。(罗曼。罗兰)

41、有时我想，要是人们把活着的每一天都看做是生命的最后一天该有多好啊!这就可能显出生命的价值。(海伦·凯勒)

42、生命是各种财宝最高之物，而最高之恶便是死。(海涅)

43、生命会给你所要的东西，只要你不断地向它要，只要你在要的时候讲得清楚。(爱因斯坦)

44、我们的生命是天赋的，我们惟有献出生命，才能得到生命。(泰戈尔)

45、我们的生命像世界的协奏曲，由相异的因素组成——由各种各样的声调组成，美妙的和刺耳的，尖锐的和平展的，活泼的和庄严的。(蒙田)

46、人的青春时期一过，就会出现像秋天一样的优美成熟时期，这时，生命的果实像熟稻子似的在美丽的平静气氛中等待收获。(泰戈尔)

47、所有人的生命都是一部历史。(莎士比亚)

48、播种的人撒下了种子，看到农夫在收获，会兴起类似的想法：“生”是耕作，“死”是其归宿的收获。(惠特曼)

49、当我活着的时候，我要做生命的主宰，而不做它的奴隶。(惠特曼)