一种意想不到的促卡路里燃烧物

都知道减肥有两种方法：第一种是少食，以减少身体的热量摄入；第二种通过运动等活动增加身体卡路里的消耗。在《自然》杂志发表的文章中，Mills等人在研究中发现了营养代谢过程中产生的一种分子琥珀酸，这种分子会导致热量燃烧，激活棕色脂肪的能量消耗，值得注意的是给小鼠饮用含琥珀酸的水可以防止动物体重增加。

棕色脂肪不同于堆积在我们腰围周围的白色脂肪，对哺乳动物来说白色脂肪作为一种能量储备，棕色脂肪专门产生热量，对于维持寒冷时的体温都是必不可少的。棕色脂肪细胞中含有比白色脂肪细胞更少的脂类，而有更多的线粒体，使得棕色脂肪可以染色卡路里产生热量。

在线粒体中，葡萄糖、乳酸和脂肪等营养物质通过三羧酸循环（TCA）的代谢途径分解为二氧化碳和高能电子，这些电子被质子泵从线粒体的内部基质泵入细胞器内膜和外膜之间的空间，从而将能量转换为势差。

通常情况下质子ATP酶利用质子势差中储存的能量将ADP分子转化为携带能量的ATP分子，从而产生人体的大部分可用能量。但在棕色脂肪中存在一种解偶联蛋白1（UCP1）能有效抑制ATP的产生过程，使三羧酸循环中产生的能量以热能的方式浪费掉。

棕色脂肪这种促进产热的能量消耗方式引起了人们的广泛关注，希望能以此找到对抗肥胖的方法。要做到这一点，有必要知道什么因素激活热量棕色脂肪的能量燃烧。

在宏观层面上，寒冷刺激可以加速机体内的大部分产热器官增加产热维持体温。在分子水平，有人提出大脑感受冷刺激并通过β-肾上腺素能受2介导调节棕色脂肪的产热，但给予激活这些感受器的药物并没有成功地抑制肥胖。因此，寻找新的激活棕色脂肪热产生的途径具有很大的价值。

Mills等人发现寒冷刺激后存在于棕色脂肪的代谢物在组织中的浓度会增加，然后从中发现了琥珀酸这种TCA中间体。TCA循环中的大多数中间体都存在于线粒体基质中，大部分琥珀酸在细胞内进入TCA循环后被消耗掉，还有一小部分会进入血液，作者提供的证据表明，小鼠寒冷刺激时血液琥珀酸含量会上升，并且肌肉活动增加，因此琥珀酸可能是肌肉活动的诱发因素。

为了追踪在血液循环中琥珀酸的功能，Mills等人给小鼠注射碳同位素标记的琥珀酸进行追踪发现碳同位素优先积累在棕色脂肪中，提示棕色脂肪细胞可以摄取血液中的琥珀酸作为一种燃料。

与此一致的是，作者证明摄取和染色琥珀酸只在分离的棕色脂肪细胞中发生，在其他分离的细胞中不发生。

作者接下来发现小鼠急性琥珀酸给药提高了棕色脂肪组织的局部温度，令人惊讶的是给饮用小鼠添加琥珀酸的水4个星期，可以防止高脂肪饮食的小鼠肥胖。这些代谢效应取决于UCP1，并且UCP1缺失可以取消琥珀酸大部分代谢效应。因此，可以说琥珀酸可以促进棕色脂肪热量产生，燃烧卡路里（Fig 1）。

琥珀酸究竟是如何激发热量产生的呢？

在TCA循环中，琥珀酸被琥珀酸脱氢酶催化分解产生ROS，这些自由基离子被认为能促进棕色脂肪的热生成。因此，作者认为琥珀酸通过增加琥珀酸脱氢酶的活性，从而提高ROS水平，诱导热量燃烧。

然而，血液循环中的琥珀酸在棕色脂肪细胞中是否真的足以改变TCA循环中ROS水平和热量的产生，目前尚不明确。另一种解释是琥珀酸会激活棕色脂肪中尚未发现的一些信号转导系统，比如大脑可能会感觉到琥珀酸激发的信息随后会发出信号激活棕色脂肪的热量的产生。琥珀酸具体的产热机制对于确定琥珀酸的治疗以及寻找替代品具有重要的作用。

当然，人类与老鼠存在许多生理方面的不同。其中最明显的是我们的身体尺寸，我们也比老鼠更善于保暖，但更不善于散热，可能正是由于这些原因，棕色脂肪占我们身体质量的比例要低得多。而且随着年龄的发展，我们体内一些棕色脂肪会退化掉，从而限制棕色脂肪对能量代谢的调节作用。

因此，在现有的白脂肪中诱导棕色脂肪化可能会是一种好的方法。琥珀酸的发现为研究能量代谢提供了一种思路，TCA过程中的一些中间体（如柠檬酸）也会流入血液循环，未来更多的TCA中间体可能会被发现并证明对于能量代谢有重要作用。

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