脂肪分子作为脂肪细胞的能量储存。它们由连接在甘油主链上的三种脂肪酸组成。因此，它们也被称为甘油三酯。长期以来，人们一直怀疑分子在储存期间不会保持不变。相反，它们会定期分解并重新组装——这一过程称为“甘油三酯循环”。但这个假设真的成立吗?如果是的话：那有什么用呢?“到目前为止，这些问题还没有真正的答案，”波恩大学 LIMES 研究所的 Christoph Thiele 教授解释道。“在过去的 50 年里，确实有这种永久性重建的间接证据。然而，迄今为止还缺乏这方面的直接证据。”
问题：为了证明甘油三酯被分解，脂肪酸被修饰并重新结合到新分子中，人们需要追踪它们在体内移动时的转化。然而，每个细胞中都有数千种不同形式的甘油三酯。因此，跟踪单个脂肪酸非常困难。
标签使脂肪酸无误
“然而，我们已经开发出一种方法，使我们能够在脂肪酸上贴上特殊标签，使它们不会被弄错，”Thiele 说。他的研究小组以这种方式标记了各种脂肪酸，并将它们添加到小鼠脂肪细胞的营养培养基中。然后小鼠细胞将标记的分子掺入甘油三酯中。“我们能够证明这些甘油三酯不会保持不变，而是会不断降解和重塑：每种脂肪酸每天大约分解两次，然后重新连接到另一个脂肪分子上，”研究人员解释说。
但这是为什么呢?毕竟，这种转换会消耗能量，而能量会以废热的形式释放出来——电池能从中得到什么?直到现在，人们认为电池需要这个过程来平衡能量储存和供应。或者它可能只是身体产生热量的一种方式。“我们的结果现在指向一个完全不同的解释，”Thiele 解释说。“有可能在这个过程中，脂肪被转化为身体需要的东西。” 因此，利用性差的脂肪酸将被提炼成更高质量的变体，并以这种形式储存起来，直到需要它们为止。
脂肪酸主要由碳原子组成，它们像火车的车厢一样一个接一个地悬挂着。它们的长度可能非常不同：一些仅包含 10 个碳原子，另一些则包含 16 个甚至更多。在他们的研究中，研究人员生产了三种不同的脂肪酸并对其进行了标记。其中一个有 11 个碳原子，第二个有 16 个，第三个有 18 个碳原子。“这些链长通常也存在于食物中，”Thiele 解释道。
短脂肪酸被淘汰，长脂肪酸“改善”
标记使研究人员能够准确追踪细胞中不同长度的脂肪酸发生了什么。这表明由 11 个碳原子组成的脂肪酸最初被并入甘油三酯中。然而，过了很短的时间后，它们又被分开并被引导出了牢房。两天后，它们就再也检测不到了。“这种较短的脂肪酸很难被细胞利用，甚至会损害它们，”Thiele 说，他也是 Cluster of Excellence ImmunoSensation2 的成员。“因此，他们很快就被处理掉了。”
相比之下，16 和 18 原子脂肪酸保留在细胞中，尽管不在其原始脂肪分子中。它们也逐渐被化学修饰，例如通过插入额外的碳原子。在原始脂肪酸中，碳原子还与单键相连——大致就像邻居手牵手的人链。随着时间的推移，这有时会发展成双重纽带——就好像派对上的狂欢者正在演奏康茄舞一样。在此过程中形成的脂肪酸称为不饱和脂肪酸。它们更适合身体使用。
“总的来说，细胞以这种方式产生的脂肪酸比我们最初用营养液提供的脂肪酸对机体更有益，”Thiele 强调说。从长远来看，这会导致例如棕榈油中所含的棕榈酸酯形成油酸，这是优质橄榄油的一种成分。然而，只要脂肪酸在脂肪分子内，细胞就不能改变它们。它们必须首先被拆分，然后被修改，最后被添加回去。Thiele：“没有甘油三酯循环，也就没有脂肪酸修饰。”
因此，脂肪组织可以改善甘油三酯。如果我们食用和储存含有不利脂肪酸的食物，当我们感到饥饿时，它们就不必以那种状态再次释放。我们得到的东西含有更少的“短”脂肪酸、更多的油酸(而不是棕榈酸酯)和更多重要的花生四烯酸(而不是亚油酸)。“尽管如此，我们还是应该注意饮食，尽可能摄入优质的膳食脂肪，”研究人员强调。因为改进永远不会 100% 有效。此外，有些脂肪酸不会储存，而是直接在体内使用。在下一步中，研究人员现在想要测试在试管中人类脂肪组织中是否会发生与单个小鼠脂肪细胞中相同的过程。他们还想找出哪些酶可以使自行车运动发挥作用。
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