瘦素

本Valsler

本周，Katrina Krämer为您呈现饥饿激素，它教会了我们一些关于脂肪的基本事实，并可能导致肥胖的新定义。

卡特里娜克莱默

1950年，在美国缅因州杰克逊实验室工作的科学家们发现了一件非同寻常的事情:肥胖的老鼠。肥胖的啮齿动物似乎并不是什么特别令人兴奋的东西。但研究它们最终会发现一种叫做瘦素的激素是如何调节饥饿感的，以及基因是如何影响体重的。

研究中的老鼠都是正常体重的父母所生。起初，幼鼠看起来和其他幼鼠没什么两样。但从六周大开始，他们就开始狼吞虎咽，似乎从来都不觉得饱。结果，它们变得极度肥胖，体重是正常小鼠的四倍。科学家们发现的是一种基因突变导致暴饮暴食的老鼠。

科学家们对该基因的功能和身份提出了数百种不同的假设，但没有一种被证明是正确的。但在1994年5月，一位美国研究人员打来电话杰弗里·弗里德曼突然灵光一现。一个周日的清晨，弗里德曼坐在暗房里检查他的基因表达实验结果。几年来，他一直在研究肥胖基因，试图克隆它来了解它的功能。在那一刻，他意识到这个基因一定是一种新型激素的编码，一种调节身体能量输入的激素。

弗里德曼和他的团队称这种激素为瘦素，这个词来自希腊语leptos，意思是瘦。瘦素是一种由脂肪细胞产生的小肽。在大脑中，它与下丘脑中的受体结合，下丘脑是大脑中调节许多自动功能的微小部分，如呼吸、心率和饥饿感。瘦素就像一种饥饿阻滞剂——如果有足够的脂肪，老鼠就不需要花费时间和精力去寻找更多的食物。但如果脂肪储存不足，瘦素水平就会下降，从而刺激食欲。

在突变的肥胖小鼠中，保证瘦素产生的基因被破坏了。没有了这种基因，就没有了限制能量摄入的激素，所以动物的大脑认为自己一直处于饥饿状态。老鼠就是不知道什么时候该停止进食。

在老鼠实验之后，人类也发现了瘦素及其受体。正如弗里德曼所说，肥胖可能是基因突变的结果，这一发现“为人们普遍持有的肥胖源于意志力不足或现代环境的观点提供了另一种选择”。

然而，瘦素并不是治疗肥胖的灵丹妙药。研究发现，一些肥胖者确实携带了一种基因突变，使他们无法产生瘦素。给这些人注射瘦素后体重显著减轻。对其他人来说，这行不通。事实上，有许多超重的人会产生大量的瘦素，但他们的身体对它没有反应。他们有一种不同的基因突变，使他们产生瘦素抵抗，类似于2型糖尿病使人对胰岛素不敏感。

然而，瘦素的发现是一个启示。在1994年之后的几年里，关于这种激素的研究发表了数万篇。这也巩固了一个事实，即脂肪细胞不仅仅是被动的能量储存结构。这是咒Abeysinghe来自斯里兰卡的瘦素研究人员:

咒Abeysinghe

人们仅仅认为脂肪细胞是储存多余脂肪的地方。但在1994年，大约在那个时候，他们发现脂肪细胞除了储存脂质之外还有其他重要的作用。其中一个重要的作用就是荷尔蒙的产生。瘦素是由脂肪细胞产生的激素之一。

卡特里娜克莱默

脂肪和胰腺、甲状腺一样，都是内分泌器官。作为化学信使系统的一部分，它产生生物活性化合物，调节身体远处部分的活动。脂肪细胞分泌的一种信号蛋白叫做脂肪因子，瘦素是第一个被发现的。我们已经发现了数百个。

但瘦素不仅帮助科学家认识到脂肪细胞在身体中的重要作用，还有助于重新定义我们如何衡量一个人的身体状况。“健康”的一个常见缩写是BMI，即身体质量指数。身高的定义是体重除以身高的平方，其起源可以追溯到1830年。它被用于临床实践，以确定不足或超重的个人。它也是公共卫生风险研究、政策和立法的基础。但它并非没有缺陷。Dharani再次说道:

咒Abeysinghe

肥胖被定义为与身体脂肪过多有关的疾病。目前，人们主要用BMI或身体质量指数来衡量体重。它考虑的是体重，而不仅仅是脂肪量。总体重包括脂肪量和瘦肉量，也就是肌肉和骨量。但是导致肥胖的仅仅是脂肪。所以这实际上是误导。如果只考虑脂肪量，某些被归类为正常体重的人实际上可能是肥胖的。所以用BMI来衡量肥胖是不准确的。如果我们可以采用另一种方法，直接反映脂肪含量，那么它会更准确。这就是我的研究目标，开发新的检测系统，以检测脂肪含量单独。

我住在一个亚洲国家。BMI是根据白种人的平均体重计算的，而不是亚洲人。据调查，亚洲人的脂肪含量比白种人高。因此，在世界范围内使用它作为肥胖的准确衡量标准是不准确的，因为亚洲人的身体脂肪含量与白种人不同。

卡特里娜克莱默

那么，如果医生不需要看一眼就能判断一个人的身体状况呢?

咒Abeysinghe

血液中的瘦素浓度与人体内的脂肪量成正比，因为它是由脂肪细胞产生的。如果我们能检测出患者血清样本中的瘦素水平，那么就可以直接测量脂肪含量。

卡特里娜克莱默

也就是说，只要这个人没有改变他们瘦素水平的基因突变。

现在已经有几种方法来测量瘦素，但它们都很慢、很昂贵，而且需要大量的实验室经验——如果你想进行酶联免疫吸附试验，你真的需要知道你在做什么。达拉尼想要创造一种瘦素传感器，可以在每个诊所现场使用。她创造了银纳米颗粒表面携带抗瘦素抗体;这些是专门与瘦素结合的蛋白质。

咒Abeysinghe

我发现，在瘦素存在的情况下，我开发的纳米传感器——抗体修饰的纳米颗粒——趋向于聚集。聚集的纳米颗粒在紫外可见光谱中显示出峰值移位，这就是我检测到瘦素存在的变化的方法。

瘦素含有与抗瘦素抗体的多个结合位点。抗瘦素抗体对瘦素是高度特异性的。因此，当纳米颗粒与抗瘦素功能化时，当我将这些纳米颗粒添加到含有瘦素的溶液或样品中时，不止一个纳米颗粒与瘦素结合，围绕它，形成二聚体或更高的纳米颗粒聚集物。

卡特里娜克莱默

所以瘦素越多，信号转移就越强。简单!达拉尼说，她的传感器有一天可能会检测脐带血中的瘦素浓度，这可能会为孩子在以后的生活中是否有患肥胖症的风险提供线索。然而，传感器仍在开发中，所以我们可能还需要一段时间才能用银纳米颗粒测量肥胖。

现在，我们只能依靠身体质量指数和医生不以为睹的眼神来判断我们的瘦素水平是否正常。

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卡特里娜Krämer瘦素。下周，Harriet Brewerton将讲述氟虫腈的多种用途和灾难性后果。

哈里特Brewerton

它被用于蟑螂陷阱，也是猫和狗主人用来控制跳蚤、蜱虫和耳螨的许多当场治疗的主要活性成分。

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下次请加入Harriet。在那之前，如果你想让我们代表你研究任何化合物，请通过电子邮件告诉我们chemistryworld@rsc.org或推特@chemistryworld．你可以在chemistryworld.com/podcasts上找到我们之前发布的所有播客。新万博赞助商我是本·瓦尔斯勒，感谢收看。