脂肪細胞能感知陽光!久居室內沒有獲得足夠自然光或增加代謝症候群...

2020-12-02 前瞻網

圖片來源：Cincinnati Children's

研究發現，皮膚深處的脂肪細胞可以感知光線，當身體沒有得到足夠的光照時，脂肪細胞就會有不同的表現。

這一發現發表在2020年1月21日的《細胞報告》雜誌上，是由辛辛那提兒童研究中心的科學家發現的，他們當時正在研究小鼠如何控制體溫。但最後研究結果遠遠超出了對老鼠如何保暖。

研究表明，光照調控了兩種脂肪細胞如何協同工作，產生所有其他細胞用來提供能量的原材料。該研究的作者說，對這一基本代謝過程的幹擾似乎反映了現代生活的一個不健康的方面——在室內呆太長時間。

「多年來，我們的身體在陽光下進化，包括發展一種叫做視蛋白的感光基因。」理察·朗博士說，他是一名發育生物學家，同時是這項研究的主要作者。「但現在我們生活在人造光下的時間太長了，人造光不能提供我們從太陽獲得的全光譜的光。」

理察·朗是辛辛那提兒童醫院視覺系統組的負責人，撰寫了120多篇研究論文(包括合著)，其中許多與眼睛發育以及光線如何與眼睛以外的細胞相互作用有關。

「這篇論文代表了我們看待光對我們身體影響的方式的一個重大變化。」 理察·朗說。

重新認識光的作用

許多人知道某些波長的光可能是有害的，例如原子彈的伽瑪輻射，或太陽灼傷我們皮膚的過於強烈的紫外線。理察·朗和他的同事們的研究描述了光照對健康的影響。

儘管老鼠有皮毛，或者人穿有衣服，但光確實會進入我們的身體。理察·朗說，光子是光的基本粒子，一旦穿過皮膚的外層，它們可能會減速並分散開來。但它們確實會進入，當它們進入時，就會影響細胞的行為。

理察·朗在這方面的工作可以追溯到2013年，當時他領導了一項發表在《自然》雜誌上的研究，該研究證明了光照如何影響胎鼠的眼睛發育。最近,在2019年，理察·朗和同事們發表了兩篇論文：一篇於4月發表在《自然細胞生物學》上，發現光療法對早產兒眼睛發育的可能益處;另一篇於10月發表在《當代生物學》，研究詳述了皮膚中的光受體如何幫助小鼠調節內部時鐘。

《發表在細胞報告》的這項新研究包括來自華盛頓大學的醫學博士拉塞爾·范·格爾德、伊森·布爾博士和密西根大學的蘭迪·西利博士作出了重要貢獻。

「光穿透到深層組織的想法非常新穎，甚至對我的許多科學同事來說也是如此。」 理察·朗說，「但我們和其他人一直在各種組織類型中發現視蛋白。這只是這項工作的開始。」

光如何點燃內部的火

在最新的發現中，研究小組研究了老鼠在40華氏度(4.4攝氏度)的寒冷環境下的反應。

更深入的分析表明，內部加熱過程在缺少OPN3基因和暴露在480納米波長的藍光下受到損害。這種波長是陽光的自然組成部分，但只在大多數人造光的低水平下出現。

當暴露在光照中時，OPN3促使白色脂肪細胞釋放脂肪酸到血液中。各種類型的細胞都可以利用這些脂肪酸作為能量來支持它們的活動。但是棕色脂肪會燃燒脂肪酸(在一個叫做氧化的過程中)來產生熱量，使寒冷的老鼠變暖。

當小鼠被培育成缺乏OPN3基因時，它們在寒冷的環境中不能像其他小鼠一樣暖和。但令人驚訝的是，即使是擁有正確基因的老鼠，當它們暴露在缺乏藍色波長的光線下時，也不會變暖。

這些數據促使研究小組得出結論：正常的能量代謝需要陽光。至少在老鼠身上是這樣。儘管科學家們強烈懷疑，人類也存在類似的依賴光的代謝途徑，但需要完成另一系列實驗來證明這一點。

「如果人體內存在光- opn3脂肪細胞通路，這可能對人類健康產生廣泛的影響。」研究稱，「我們的現代生活方式使我們受到非自然光照，晚上暴露在光線下，倒班工作，以及時差，所有這些都會導致代謝紊亂。根據目前的研究結果，對opn3脂肪細胞通路的刺激不足可能是工業化國家普遍存在的代謝失調現象的部分原因，在這些國家，非自然光照已成為常態。」

接下來是什麼?

這可能需要幾年的研究來充實這一發現。

理論上，有朝一日，「光療法」可能成為一種預防代謝症候群發展成糖尿病的方法。理察·朗說，用更好的全光譜照明系統取代室內照明也可以改善公眾健康。

然而，還需要更多的研究來確定光療法的潛在治療價值。需要回答的問題包括確定需要多少陽光來支持健康的新陳代謝，以及與肥胖作鬥爭的人是否可能在他們的脂肪細胞中缺少一個功能正常的OPN3基因。同樣未知的是，什麼時候光療法最重要?對孕婦?嬰兒和兒童?還是完全發育的成年人?

然而，就目前而言，「如果人們想不受影響，花更多的時間在戶外準沒錯。」 理察·朗說。

原文來源：https://phys.org/news/2020-01-fat-cells-sunlightnot-metabolic-syndrome.html

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