01[氨基酸的結構和角色]

首先，我們需要了解氨基酸的基本結構。氨基酸是一種 通過碳氫氧構成的碳骨架和氨基組成的生物分子，是構成生命體的關鍵元素，同時也是蛋白質的基本組成單元。氨基酸的基本結構，除了包含氨基（-NH2）這一標志性基團外，其剩余部分可被視為由碳、氫、氧所組成的類似碳水化合物的結構。其結構可大致劃分為兩部分：一是上述的氨基，二是碳骨架。碳骨架，由碳原子相互連接構成，不僅在特定條件下能發(fā)揮碳水化合物的作用，還能參與糖異生過程，生成內源性葡萄糖，并作為脂肪合成的底物，參與脂肪酸的合成。

值得一提的是，氨基酸在促進脂肪合成方面的效果是葡萄糖的兩倍，這意味著氨基酸在肝臟脂肪合成過程中扮演著更為重要的角色。近期，《CELL》雜志上的一篇論文揭示了膳食氨基酸在脂肪合成中的核心作用。研究通過同位素示蹤法，對葡萄糖、谷氨酰胺和氨基酸進行了標記，并詳細追蹤了它們在實驗動物體內的代謝途徑。 氨基酸在脂肪合成過程中比葡萄糖更為有效，主要通過肝臟中的糖異生和脂肪酸合成路徑發(fā)揮作用。令人矚目的是，在隨后生成的棕櫚酸酯（即脂肪）中，源自谷氨酰胺和其他氨基酸的碳原子比例顯著高于葡萄糖。此外，果糖、乳酸和醋酸鹽這些脂肪合成的關鍵底物，對脂肪生成的貢獻也遠大于葡萄糖。

02肥胖與氨基酸的關系

對于肥胖的動物和人類而言，一個至關重要的生化反應——還原性羧化，會變得愈發(fā)活躍。這一過程實質上是三羧酸循環(huán)的部分逆反應，通過它，肝細胞能合成大量檸檬酸。這些檸檬酸被轉運至細胞基質后，進一步參與脂肪的合成。在肥胖動物體內，這一過程變得更加高效，意味著他們的脂肪合成能力在不斷增強。

那么，對于體型偏瘦或體重正常的生物而言，氨基酸在肝臟中又扮演著怎樣的角色呢？研究顯示，在瘦的野生型小鼠的肝細胞線粒體呼吸中，氨基酸氧化占據(jù)了相當大的比例，高達約33%，遠超出脂肪酸（12.4%）和丙酮酸（4%）的貢獻。 《CELL》雜志的研究借助同位素示蹤法揭示，氨基酸在全球脂肪生成中扮演著核心角色，其貢獻顯著高于葡萄糖。谷氨酰胺相較于葡萄糖更易于標記三羧酸循環(huán)的中間體，這意味著谷氨酰胺能更高效地參與三羧酸循環(huán)，從而生成更多能量。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，瘦小鼠的肝細胞中，谷氨酰胺及其他氨基酸與棕櫚酸酯的結合效率顯著高于葡萄糖，甚至可達后者的8-14倍。這些證據(jù)均表明，即使在非肥胖狀態(tài)下，氨基酸依然是脂肪酸合成的主要原料。

03研究發(fā)現(xiàn)與影響

同位素示蹤實驗進一步揭示了氨基酸在瘦小鼠肝細胞中結合至脂肪酸的水平相當，且這些底物對脂肪生成的貢獻均顯著超過葡萄糖。這些發(fā)現(xiàn)對肝臟物質代謝的理解產(chǎn)生了顛覆性的影響。 蛋白質的攝入量與脂肪變性肝病的發(fā)病風險正相關，氨基酸在肝臟代謝中的顛覆性影響被重新認識。過去，人們普遍認為碳水化合物和脂肪這兩種能量物質是影響肝臟代謝、甚至導致代謝紊亂的主要因素。然而，流行病學分析揭示，膳食蛋白質的攝入量與代謝功能障礙相關的脂肪變性肝病（MASLD）的發(fā)病風險呈現(xiàn)正相關關系。

從進化論的視角來看，蛋白質對脂肪合成的顯著貢獻在遠古時期具有至關重要的生存價值。 在遠古時期，蛋白質作為能量儲存的高效轉化促進了人類的生存競爭和能量儲存。在那個時代，人類無法保證每日所需營養(yǎng)的充足供應，因此每當能獲取到豐富的食物，例如狩獵到大型動物時，便會大量攝入蛋白質。但蛋白質和氨基酸是無法儲存的，那么如何有效利用這些寶貴的能量呢？肝臟將多余的氨基酸轉化為脂肪并儲存于身體各處，這樣即便在食物稀缺時，人類也能依靠這些儲存的脂肪維持生命。

蛋白質轉化為脂肪的高效率在遠古時期具有重要意義。由于當時蛋白質（如動物性食物）比富含碳水化合物的食物更為稀少，那些能夠高效轉化蛋白質為脂肪的人類在生存競爭中脫穎而出。然而，在現(xiàn)代營養(yǎng)過剩的環(huán)境下，過量的蛋白質可能對健康產(chǎn)生不利影響。我們需要意識到，任何營養(yǎng)素的過量都不利于健康，飲食和營養(yǎng)應與日常活動和體育活動相協(xié)調。保持均衡的飲食才是維護健康的關鍵。

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