遠離代謝症候群,控制粒線體中的鎂數量是關鍵?

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鎂是人體內礦物質含量第四豐富的陽離子,對於保持健康起著許多關鍵作用,但最近德州大學聖安東尼奧健康科學中心(UT Health San Antonio)研究人員發現過多的鎂可能對粒線體(mitochondria)產生的影響,這項發現最終或將引領長期不當飲食造成的肥胖與代謝症候群(metabolic syndrome)新治療方向。

過量鎂離子可能影響粒線體能量產生

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)是細胞正常運作必備的能量,其中約 90% ATP 都是由粒線體產生,這也讓粒線體成為細胞代謝的重要樞紐。粒線體功能異常已被發現與肥胖、糖尿病、心血管疾病等代謝症候群相關,目前已知在多細胞生物體中,粒線體中鈣離子(Ca2+)可調節細胞功能,而鎂離子(Mg2+)對能量的影響仍有許多未知。

《Cell Reports》新研究中,德州大學團隊設計了一種小鼠模型,長期提供富含卡路里、含糖和脂肪的西方飲食模擬不當飲食誘導的代謝症候群變化,探索鎂對新陳代謝產生的影響。結果顯示,德州大學團隊發現過多的鎂離子就像剎車一樣,會減緩粒線體中能量的產生,刪除促進鎂轉運到粒線體的 MRS2 基因能提高粒線體中糖和脂肪的代謝效率,讓小鼠更為瘦削、健康。

除了造成代謝症候群,長期高糖、高脂肪的西方飲食也會提升肝臟脂肪變性、微血管稀疏(Microvascular rarefaction)和自發性腫瘤(spontaneous tumor)的風險,然而在實驗小鼠模型中,研究人員在肝臟中並未找到脂肪肝的證據,顯示降低 MRS2 減少肝臟中的脂肪堆積,減輕長期飲食壓力帶來的負面影響。

新治療藥物有望問世?

研究團隊已經開發合成一種名為 CPACC 的小分子藥物,能透過限制鎂轉移到粒線體的數量來產生相同作用,團隊已提交專利申請並計畫在未來持續進行研究。研究人員認為,這種新藥物將有望減少心臟病和中風等心臟代謝疾病發作風險,降低往往緊隨在脂肪肝後發生的肝癌發病率,預期將產生巨大的影響。

參考資料:
1. Cell Reports, 2023,https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(23)00166-3.pdf
2. https://news.uthscsa.edu/novel-drug-makes-mice-slim-even-on-sugary-fatty-diet-3/

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