硅素、肥胖与糖尿病
说到糖尿病的发病原因,肥胖是一个始终绕不开的话题。科学家始终梦想着发明一种减肥特效药,希望能找到一种能无痛割肉的关键分子。功夫不负有心人,现在,他们还真就找到了一个最有希望的候选者。
不过要说明这个问题,我们首先还是得先来说说肥胖跟糖尿病,尤其是2型糖尿病之间究竟有着怎样的密切关系。 肥胖,特别是腹部肥胖,往往会导致胰岛素抵抗。胰岛素是用来帮助细胞吸收葡萄糖的激素。当体内脂肪过多,特别是在内脏脂肪积聚时,脂肪细胞释放出一些物质,如游离脂肪酸、炎症因子),这些物质就会干扰胰岛素的作用,导致胰岛素抵抗。胰岛素抵抗意味着胰腺需要分泌更多的胰岛素来帮助控制血糖水平,长期下去就会导致胰腺功能疲乏,最终引发2型糖尿病。
除了外部的肥胖,内脏脂肪过多也不是什么好事,它会诱导内脏分泌大量的炎症因子,这些因子不仅促进炎症,还干扰正常的代谢过程,增加胰岛素抵抗的风险。此外,肥胖还可能导致脂肪肝,进一步影响胰岛素的功能。
有的人可能会说了,我也不想胖,可这体重是真减不下来啊!这其实还真得不怪你,因为从古至今,减不了肥压根就不是你的错,而是身体就是要你胖!远古时代的人类,可是过着有一餐没一餐的艰苦生活,因此逐渐演化出了吃到热量,就要赶快存储起来的生理机制。毕竟那时候,吃了上顿没下顿,不储存点能量,那还一不小心就饿死了。我们人体分别用三种营养物质来产生能量:葡萄糖、脂肪和蛋白质。1g的葡萄糖和蛋白质都能提供4大卡的热量,而1g脂肪则能提供9大卡的热量,同等重量下,脂肪的储能效率最高,也就成为了人体储存能量的首选。而且皮下脂肪还可以御寒,帮助人们度过漫长的冬季,可以说是一石二鸟。所以说,人类的身体就喜欢用脂肪来储存能量。
可如今,我们习以为常的生活习惯,却与我们人类千百年来的演化过程格格不入。古人狩猎、采集果实,往往都要跋山涉水、跟野兽拼命,为了生存,每天都要被迫消耗大量的卡路里。但如今,我们甭说跋山涉水了,吃饭都直接叫外卖送到家门口,连出门走两步都省了,还消耗什么能量呢?尤其是现代的食物普遍比古时候更美味,但我们在咀嚼跟消化这些相对精致的食物时,耗用的能量比吃高纤维、低脂肪、低蛋白质的粗粮可要少多了。再加上熬夜、久坐、饮食不规律等不健康的生活方式,消耗变少了,获取能量的效率却变高了,这多出来的热量排不出去,自然也就转换成脂肪变胖了。
本来人类演化史上建立的强大救命机制,却给当代人带来了超多的肥胖困扰。为了减肥,大家也是想尽各种办法,可归根到底,我们还是在用原始人的身体,在一个充满能量的世界中对抗。身体只要一抓到机会,还是会拼命囤积能量,而且又很小气不拿出来用。所以啊,减肥真的不是你意志力不够,而是这本来就是在与刻在我们自己的基因里根深蒂固的生理机制对抗。那么有没有一种方法,在不改变现有生活方式的同时,在不正面和人体机制硬钢的同时,采用巧妙的迂回路径,来逆势消除脂肪,达到减肥的目的呢?您还别说,还真有。
2019年十月,KEY2COMPLIANCE® 临床开发顾问Mia Rinde和她的团队就曾经在《纳米医学》杂志上发表了一篇论文,阐述了硅素可以降低食物效率并抑制小鼠体重增加。之前的药物,要么是通过抑制酶来降低食欲,要么是通过抑制酶来减少肠胃对于卡路里的吸收,那么有没有一种创新的方法能将二者兼备呢,于是她合成了一种无定形的硅元素,称为MSP。MSP的显著特性是其宽大的表面积,增加了与生物分子相互作用的可能性,以及其有序的孔结构,孔径在2到50纳米范围内。这些特性与高稳定性和生物相容性相结合,使其的生物医学应用成为可能。
在得到了北斯德哥尔摩地区动物伦理委员会的批准后,她和团队将九周大的雄性小鼠单独关在笼子里,温度控制在30°,湿度控制在50%,进行昼夜交替12小时的变异性评估。小鼠被随机分配到实验组中,在整个实验过程中,小鼠可以自由进食和饮水。她们给小鼠喂食普通饮食、高脂肪高热量 (HFHC) 饮食,或含有混合MSP的饮食。每周,食物摄入量和体重通过秤测量,卡路里摄入量则通过将食物重量乘以饮食中规定的能量密度来计算的。在第 5 周和第 6 周测量水摄入量。在第 6 周和第 7 周收集粪便样本,并在室温下晾干后称重。
在 7 周的治疗期间,普通饲料组的平均体重增加了 6.05克,而高脂肪高热量对照组的平均体重增加了 16.12克,而在该组中加入了4%硅素的组体重增加明显较低,平均体重只增加了13.4克,比对照组低了17%,说明其脂肪组织形成功能受到了抑制。而进一步脂肪质量检测结果,该组脂肪质量增加为11.15克,低于高脂肪高热量组的13.81克,这充分说明,硅使得这些小鼠体内脂肪堆积减弱了。
另一方面,为了检测含有MSP的饮食消化率是否会发生改变,实验团队还收集了小鼠每周粪便排泄量并进行称重。根据饮食摄入量的计算,可以计算出每周MSP的摄入量。通过实验发现,对于胃肠道上皮的吸收而言,如果摄入颗粒大小超过了1000纳米,那么则可能不太容易被吸收,会通过胃肠道系统排出,且饮水量也没有太大的变化。
为了进一步证实二氧化硅的安全性,团队还采集了血液样本以控制炎症迹象。研究表明小鼠的血清细胞因子在两组对照中没有差异,表明体重差异并不是由于任何免疫反应引起的,从而证明了硅素的安全性。
虽然该实验通过在饮食中添加定制的 MSP,证明了食物效率可以降低 33%,但毕竟临床试验仍在进行中,相信随着生物科技的进步,硅素必将对治疗和预防肥胖起到十分重要的作用。