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人類脂質組:對健康、疾病和老化的新見解

人類脂質組:對健康、疾病和老化的新見解

人類基因組定序為醫學領域的重大進步提供了潛力。 然而,科學家很快就意識到,僅僅擁有基因藍圖不足以理解身體在整個一生中在各種環境條件下的功能,並且需要考慮多種生活方式的選擇。 為了真正了解身體如何運作,有必要研究蛋白質組,蛋白質組包含我們基因表現的所有蛋白質,並形成負責我們身體繼續運作的細胞機制。 另一組被稱為脂質組的分子,由我們體內存在的所有脂質組成,正在為進一步了解人類生理學做出貢獻。 

脂質包含多種脂肪或油狀離散分子,例如三酸甘油酯、膽固醇、荷爾蒙和某些維生素。 在我們的體內,脂質負責形成細胞膜、作為細胞內的信使並儲存能量。 它們在我們對感染的免疫反應和新陳代謝的調節中具有核心功能。 

我們基因組的穩定性基本上保持完好。 雖然我們的蛋白質組受到健康和環境等因素的影響,但它主要依賴我們基因中編碼的遺傳訊息,包括可以改變基因表現的表觀遺傳標籤。 相反,我們的脂質組很容易受到直接修飾,部分受到我們的飲食選擇和腸道微生物群存在的影響。 這使得它更加靈活,並且可能更容易接受干預。 然而,脂質分子的範圍廣泛且豐富,數量達到數千個,這給進行系統研究帶來了挑戰。 

史丹佛大學 w. ascherman 醫學博士、facs 遺傳學教授 michael snyder 博士表示,脂質尚未徹底研究。 儘管涉及無數的過程,但它們的異質性和豐富性使得我們很難完全理解它們的功能。 

A 史奈德團隊最近進行的研究發表在《自然代謝》雜誌上 9 月 11 日,揭示了人類脂質組及其在健康和不健康個體中的變化,特別關注代謝紊亂和血糖失衡的進展。 

身體健康的跡象 

一項為期 9 年的研究對 100 多名極有可能出現嚴重血糖失衡的人進行了研究。 這些參與者在健康狀況良好時願意每三個月提供一次血液樣本,並在生病時將頻率增加到每隔幾天提供一次。 

透過利用根據分子質量和電荷劃分化合物的質譜方法,科學家記錄了大約 800 種脂質及其與胰島素抗性、病毒感染、老化速度和其他因素的關係。 

根據這項研究,我們每個人都有獨特的脂質組特徵,並且隨著時間的推移保持一致。 然而,我們發現特定的脂質類型會表現出與我們的健康相關的可預測的變化。 

例如,超過 50% 的記錄脂質與胰島素抗性有關,在這種情況下,體內的細胞無法有效地利用胰島素從血液中吸收葡萄糖。 這種情況最終會導致嚴重的血糖失衡,可能需要永久改變飲食並服用外源性胰島素。 雖然可以透過測量血糖水平來診斷胰島素阻抗,但研究脂質組的變化可以深入了解所涉及的潛在生物學機制。 

該研究的共同主要作者、斯奈德實驗室的博士後學者丹尼爾·霍恩伯格博士表示,與疾病相關的每個分子都有可能為潛在機制提供有價值的見解,並有可能作為目標以影響疾病的進展。 

科學家也發現了 200 多種脂質在呼吸道病毒感染期間發生變化。 這些脂質的水平隨著感染早期階段身體能量代謝和發炎的增加而升高和降低。 這可能表明疾病的進展。 此外,那些患有胰島素抗性的人對感染的反應表現出一定的不規則性,並且對疫苗接種的免疫力下降。 

老化速度不同 

研究持續時間長,參與者的年齡範圍從 20 歲到 79 歲不等,使研究人員能夠觀察脂質組隨著參與者年齡的變化。 研究結果表明,雖然許多脂質(例如膽固醇)會隨著年齡的增長而升高,但某些脂質(例如以其健康優勢而聞名的 omega-3 脂肪酸)卻會下降。 此外,據觀察,並非每個人都以相同的速度經歷脂質組的這些變化。 事實上,胰島素阻抗似乎加速了這些與年齡相關的轉變。 

該研究的共同主要作者、斯奈德實驗室的前博士後 si wu 博士表示,血脂譜引發了一系列質疑,即它們是否可以確定某人正在經歷更快還是更慢的生物老化過程。 

根據吳介紹,關於特定脂質基團的持續存在,例如醚連接的磷脂酰乙醇胺,人們相信它們具有抗氧化特性,並在細胞信號傳導中發揮作用,這是一個意想不到的發現。 這些脂質始終與改善健康狀況有關。 這項發現表明它們有可能被用作監測健康的標記,甚至可以被納入膳食補充劑中。 

未來,斯奈德實驗室的目標是根據這項綜合調查的結果,研究特定脂質與生活方式改變之間的潛在關聯。 

生活方式的改變和脂質組學 

隨著我們對脂質組的理解加深,注意力自然會轉向可操作的見解:如何調節這個分子網絡以優化健康、降低疾病風險,甚至可能影響老化的速度? 鑑於我們的脂質組會受到直接改變,通常比蛋白質組的改變更嚴重,因此存在透過生活方式選擇進行幹預的肥沃土壤。 

飲食是影響脂質組的主要因素。 例如,omega-3 脂肪酸是 因其對健康的益處而聞名。 這些必需脂肪酸在鮭魚等多脂魚類中含量豐富,可以調節發炎標記物的水平, 各種研究證明。 另一個值得一提的是椰子油和棕櫚仁油中的中鏈三酸甘油酯 (MCT)。 這些脂質的代謝方式不同,並且 不太可能被儲存為脂肪。 植物固醇和甾烷醇常見於水果、蔬菜和豆類中,也顯示出 降低低密度脂蛋白膽固醇水平的能力。 地中海飲食中富含不飽和脂肪的各個成分也 在脂質組譜中顯示出有希望的結果,並為我們提供了另一個享受最高品質橄欖油的藉口。 

體力活動也是主要調節劑。 《美國生理學雜誌》上發表的一項研究指出,運動引起的脂質組學變化可能會導致 運動對心血管衰退的保護作用。 鍛煉, 特別高強度的間歇訓練,已被證明可以將脂質組轉變為與改善代謝健康相關的特徵。 

腸道微生物群是另一個環境因素,它透過產生短鏈脂肪酸(scfa)(例如乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽)直接影響脂質組。 這些 scfa 均涉及 調節全身性發炎和調節脂質代謝。 益生菌補充劑是一個活躍的研究領域,旨在確立其在以下方面的作用: 脂質組修飾. 

我們也應該考慮晝夜節律的作用。 研究表明 脂質代謝受晝夜節律波動的影響。 以夜間飲食為例, 已被證明會對血脂狀況產生不利影響。 這強調了用餐時間(而不僅僅是組成)對脂質健康的重要性。 

新興研究表明,某些膳食植物化學物質,例如薑黃中的薑黃素和紅葡萄中的白藜蘆醇,具有 對脂質組的具體影響。 這些天然化合物已在傳統醫學中使用了數千年,現在透過脂質組學研究得到驗證。 

很明顯,生活方式的選擇可以極大地影響脂質組,從而為我們的決策直接影響我們的脂質狀況提供了機會。 再加上脂質組學的技術進步,我們正處於個人化、數據驅動的健康優化策略的邊緣。 了解如何透過這些生活方式選擇來調節我們的脂質組不僅可以增強當前的醫療實踐,還可以為主動的健康管理鋪平道路,採用將飲食、身體活動和其他環境因素與生化個性聯繫起來的整體範式。 

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