我们能尝到脂肪的味道吗?

最近一期The Scientist关注了味觉的问题,其中关于脂肪的味道很有意思,因为这个领域还有很多争论,很多人认为作为人类,我们品尝不到脂肪的味道,但现在越来越多的证据证明,人是能品尝到脂肪的味道的。

我们知道,人能品尝到几种基本味道,包括咸,酸,甜,苦和肉香(味精的味道),是否能品尝到油的味道,则有很多争论,因为人们一直没有在味蕾上发现脂肪酸的受体。但一些研究在屏蔽了人的视觉,嗅觉和对食物的感觉后,在舌头上滴几滴脂肪酸,人的味蕾里的一些细胞会发生反应,说明人对脂肪酸是有感觉的,但却很难描述这是一种什么样的感觉。但有人争论说食物里的脂肪绝大多数是以甘油三酯的形式存在的,极少有游离的脂肪酸,用脂肪酸做实验不能反应真实的味觉变化。而大鼠则不同,大鼠的唾液里有比较丰富的脂肪酶,脂肪在大鼠的口腔里就能裂解成脂肪酸,所以大鼠是能品尝到油的味道的。但人唾液里的脂肪酶很少,不足以裂解出足够的脂肪酸达到刺激味蕾的效果。

最近的研究发现,CD36,一种脂肪酸转运酶,很可能就是脂肪酸的味觉受体。CD36敲除的小鼠不能品尝到长链脂肪酸(18:1),说明CD36在品尝脂肪酸中发挥了很重要的作用。人CD30基因的多态性则直接影响了这个人对油腻食物的喜好程度,例如这个基因的一个位点rs1761667,纯合子的人更喜欢含油多的食物,这些人也偏胖。这个基因的表达在进食过程中也发生着变化,饿的时候表达的高,吃饱了表达程度就降低了,说明和进食行为和饥饿程度有关。

看来这个领域还是非常有意思的,但对脂肪的感觉显然没有象酸甜苦咸和肉味那样直接,可以轻易地描述出来。

 

 

科研人员的梦魇—Apophenia

几天前听遗传学的讲座,讲述关于基因测序与疾病之间关系的研究,演讲的人参与发现了和糖尿病相关的基因TCF7L2。这些遗传学者往往面对海量的数据,总感觉这些数据中肯定有意义重大的发现,某些数据之间肯定存在着某种特定的联系。说道这里的时候,演讲的人说了一个词:Apophenia。

这词的英文解释是:Apophenia is the experience of seeing meaningful patterns or connections in random or meaningless data. 来自维基百科,这个词似乎还没有中文的翻译,我就叫它为:数据真理妄想。意思是面对一堆数据,本来没有任何意义,但总感觉肯定有意义,并努力从中寻找规律。

作为科研人员,当过份相信自己所从事的研究肯定有重大意义的时候,没有规律的数据也变的有“规律”了。这么看,科研人员要学习共产党员,要不断自我批评才行。

糖尿病发病是否存在高危人群?

对于糖尿病的发病来说是存在高危人群的。

具体到2型糖尿病,这个占糖尿病总患病人数的95%以上,遗传因素是很重要的,也很复杂。如果父母一方患糖尿病,患病的人不胖,那么子女患糖尿病的风险增加一倍,能达到大约20%到25%的可能,如果父母都得了糖尿病,且都不是很胖,那么子女患糖尿病的机会可以达到50%,这些数据只是根据流行病学的研究进行的推测,具体到每个人,因为情况不同,可能存在很大的差别。人类基因组与患糖尿病风险相关的研究发现了一些糖尿病的易感基因,目前已经发现了十几个和糖尿病相关的基因,包括TCF7L2,这些基因主要和分泌胰岛素的胰岛功能有关,说明胰岛素分泌在糖尿病发病中发挥了很重要的作用。而所谓的单基因糖尿病则明确和遗传有关,这个单基因糖尿病是因为某个特定的基因突变引发的糖尿病,例如葡萄糖激酶的突变,胰岛钾离子通道的基因突变等,有这些遗传背景的人显然是糖尿病的高危人群。

除了遗传易感性外,环境因素在糖尿病的发病中也起了非常重要的作用,例如一个家庭有不良的生活习惯,吃的多活动少,有肥胖,脂肪肝,血脂异常这些代谢改变,这些人也是糖尿病患病的高危人群。有意思的是,出生时体重过低,也是长大成人后患糖尿病的危险因素,原因是胚胎时期因为营养不良等因素改变了胎儿的“表观遗传”的一些调控机制,这些改变造成以后更容易患糖尿病。具体到年龄,性别,职业等方面,2010年中国的研究就很说明问题。2007和2008年的中国的糖尿病流行病学调查的数据显示,中国人患糖尿病的比例已经达到了9.7%(男性10.6%,女性8.8%),而前糖尿病的比例更高,高达15.5%(男性16.1%,女性14.9%)。这样算下来中国糖尿病总人口已经达到9千2百万之多,而前糖尿病更是到了1亿4千8百万,加在一起,中国人有2亿4千万血糖异常的人。记得20年前大约是4%,10年前是大约7%,到现在的大约10%, 糖尿病发病率的快速增高说明环境因素是中国糖尿病发病的一个主要因素,一方面是饮食结构的改变,体重的增加,另一方面是体力活动的减少,这个决定了中国2型糖尿病的几个主要特点:①发病更早,30~40岁人群发病率开始增高,但大多数患者都集中在45到64岁之间;②胰岛功能受损更早且更严重;③总体肥胖率较低但腹型肥胖明显,就是说尽管体重并不太高,但脂肪多集中在腹部。所以总的来说,中年人,营养丰富,体力活动少,腹部肥胖的人都属于患糖尿病的高危人群。

老鼠到人,彷徨中的实验动物

今天在动物房给小鼠测血糖,做口服葡萄糖耐量试验,这是我过去十几年的日常工作,从不同疾病模型的小鼠到正常的大鼠,从活体实验到胰岛功能测定,生化代谢等等,只有最近几年开始研究人的胰岛,发现人的胰岛和老鼠的胰岛很不同。想起很多人讲课时常开的玩笑,对于老鼠来说,人的确不是一个好的动物模型。

晚上看到一篇非常好的文章,详细讨论了小鼠作为一个目前生命科学领域的主要疾病模型的历史与彷徨,我们都知道实验动物的最终目的是研究人类,研究人类生命的内在的动力,生长代谢,衰老死亡,健康与疾病,因为很多实验不能在人体上进行,所以只有选择其他的动物,最后小鼠成为生命科学家眼里的“西施”,成了这个领域的标杆,的确人们对小鼠的研究在很大程度上帮助人们了解生命很多内在的神秘之处,为很多种疾病的诊断治疗帮了很大的忙,但这篇长篇深入的报道,显示了老鼠毕竟不是人,也不一定是最好的动物模型,但科学家们选择了小鼠,我相信今后的很多年,小鼠还依旧是生命科学领域的主要研究工具,因为人们在小鼠身上已经投入了很多的时间精力与金钱,了解的也非常深入了,但了解的越深,越发现小鼠与人之间的距离,显然这个基石开始动摇了。

从我个人的经验和实验数据来看,单从胰岛来看,人和小鼠的胰岛有很大的不同,结构不同,一些代谢通路不同,对营养刺激物的反应也不同,很多在小鼠上很完美的实验,到人胰岛上变得模糊起来,而一些人胰岛上发现的现象,小鼠胰岛上却不明显,这些都令我有的时候和这篇博客的题目一样的感觉,彷徨。

我自己的感觉,当实验结果显示老鼠和人有差别的时候,要以人的结果为标准,不是老鼠的。

胖孩子还有弥补的机会

最近一期新英格兰医学杂志的文章很有意思,观察了儿童时期的肥胖对成年之后健康的影响,平均随访了23年,研究对象是北欧的芬兰人。

研究共观察了6328名个体,结果发现从儿童时期到成年都肥胖的,和儿童时期到成年都不胖的相比,患糖尿病,高血压,动脉硬化等血管疾病,血脂异常的机会都明显增加了。而儿童时期是胖子,成年之后不胖了的人,和从来都不胖的人患这些代谢相关疾病的机会是一样的。

具体的数字也很有意思,儿童时期不胖的,有14.6%的人长大之后成了胖子,胖孩子长大之后,64.6%的人还是胖子,而特别胖的孩子,长大后还是胖子的机会是82.3%。

这么看,胖孩子还是有救的,只要长大之后能不胖的就行,但这种可能性是很小的,所以减肥与健康合理的饮食应该从娃娃抓起。

糖尿病分型是否该再多些?

前几天听所长讲课,说到糖尿病的复杂性和分型的过度简单。根据最近的预测,到2030年世界上将有近5到6亿糖尿病患者,中国印度这两个人口大国已经是糖尿病的重灾区了,以后得糖尿病的人会更多。尽管患病人数巨大,但分型却很简单,1型和2型,其中2型占糖尿病总人数的大约95%。

所长总结说癌症的患病人数比糖尿病少几个数量级,但分型却非常复杂,不同的器官有各种各样不同的癌症,从治疗角度看,即使是一样的癌症,例如乳腺癌,因为基因及其癌变的特点的不同,治疗也不一样,如果用一种药物治疗所有的癌症,显然是行不通的。但因为对糖尿病分型的简单化,治疗也就简单化了,很多治疗只关注血糖的控制,所以几年前花费巨大的临床试验(ACCORD)结果很令人失望而同时也很震惊,严格的血糖控制没有降低糖尿病人的死亡率,甚至有增加的趋势,这个说明本来非常复杂的糖尿病被人们看的过于简单了。

例如有的糖尿病人有很强的遗传易感性,有人则是饮食环境因素在发病中起到了更大的作用。有人有严重的胰岛素拮抗,有人则很轻微,有人有严重的脂肪肝,有人则很轻微,有的肥胖,但又的人又不是很胖,例如中国的糖尿病患者就不是很胖,但大多伴有严重的脂肪肝,等等这些不同都被忽视,统统归类为2型糖尿病。

看来以后的对糖尿病研究治疗的一个趋势是更注重个体差异,而指导这些更个体化的治疗就需要更仔细的分类。这种趋势也许能引起足够的重视。

1型糖尿病的疫苗?一个失败的例子

最近Diamyd决定终止一项针对1型糖尿病的3期临床试验,原因是实验结果没有达到预期的目的,尽管有一些阳性的东西,但总体来说,距离保护受损的胰岛beta细胞的目标相去甚远,这条路走到头了。

这个疫苗的最初理念是这样的,多年前科学家发现在1性糖尿病患者的血液中有对抗谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase, GAD) 65的抗体,因为胰岛beta细胞被破坏后,本来在细胞内部的GAD释放到血液里,于是免疫系统开始对抗这种本来不属于血液循环中的蛋白,产生抗体,GAD65是特异表达在胰岛beta细胞里的酶,GAD65的抗体可以作为一个诊断1型糖尿病的重要指标。

我对于这个是完全接受的,因为GAD65抗体的出现是在胰岛beta细胞受损之后才出现的,但有些人认为这个抗体是引起免疫系统攻击beta细胞的原因,我对这个一直有很大的疑问,而对之后的很多临床试验就更不能理解了。当人们认为这个抗体是引起beta细胞受损的原因而不是结果的时候,就开始开发疫苗,这个疫苗就是GAD65本身,在1型糖尿病的蜜月期或是早期,就是还有一定数量的beta细胞残存的情况下,用GAD65脱敏,GAD65抗体不再攻击beta细胞,从而达到保护残存胰岛beta细胞的目的。

当我看到这个新闻的时候,对结果一点没有惊讶,真正感到惊讶的是居然这个理念走的这么远,到了3期临床,这就意味着一路走来是花费了很多银子地,看来药厂的一些做法简直是蛮干,浪费起来比大学不差!

磺脲类药物治疗糖尿病,好还是坏?

糖尿病的一个主要特点就是胰岛功能的下降,这在糖尿病的发病过程中是一个关键的转折,因为如果胰岛还能足量地分泌胰岛素,即使存在严重的胰岛素拮抗,血糖水平还能保持在正常的范围,所以胰岛功能的下降是糖尿病发生的关键步骤。

当发展到糖尿病阶段后,胰岛功能下降,治疗方法理所当然的就是用药物刺激胰岛功能,包括最古老的治疗糖尿病的药物,磺脲类降糖药,也是很多中药治疗糖尿病药物里面的一味神秘的化学粉末。这类药物是通过和胰岛beta细胞上的磺脲药受体(SUR1)结合来发挥作用的,SUR1是胰岛ATP依赖的钾离子通道的一个组成部分,当磺脲类降糖药和受体结合后,钾离子通道关闭,细胞去极化,激发电压依赖的钙离子通道,钙内流,再通过一系列的变化,胰岛素分泌出胰岛beta细胞。这个过程只模拟了葡萄糖刺激胰岛素分泌的过程的一部分,关键的缺陷是磺脲类药物刺激胰岛素分泌是不依赖葡萄糖的,其结果就是低血糖的出现,还有一个很严重的缺陷,被药物刺激了的胰岛,再看不到葡萄糖的变化了,这个和SUR1敲除小鼠的胰岛类似,葡萄糖再不能刺激胰岛素分泌了。结果是这类药物的长期刺激,效果逐渐丧失,血糖开始升高,无论是动物实验和临床观察到的结果都能发现这个现象。

更糟糕的是,过渡刺激本来已经疲惫不堪功能下降的胰岛,可能加速了胰岛细胞数量的下降,从而加速了糖尿病的进程。所以在过去的大约10几年的时间里,有人提出一个观点,让胰岛休息一下。做法是让病人服用和磺脲类降糖药完全相反的药物,二氮嗪,二氮嗪也能和钾离子通道结合,结果是使通道开放,细胞超极化,胰岛素分泌被抑制,再辅助以小剂量胰岛素,这样胰岛处于静止休眠状态,一段时间以后停用二氮嗪和胰岛素,再测定胰岛功能,就出现功能改善的迹象,过去几年这个说法随着诺和诺德公司的撤出而烟消云散了,主要的问题不是理念错了,而是二氮嗪本身以及诺和诺德公司开发的新的钾离子通道开放剂的副作用太大,尽管一些临床研究和实验研究的结果都在一定程度上支持“让胰岛休息”这一观点,但没有很好的工具帮助科学家达到这个目的,还有一个我认为最重要的问题,就是我们还不能完全了解长期应用磺脲类降糖药对胰岛到底造成了什么样的伤害?

人们还在广泛应用这个古老的药物,但还是有很多未知的东西等待人们去发现。

低血糖的新病因—AKT2突变

最近英国的研究小组发现了一个引起低血糖的新病因,这个发现不属于任何已知的几种原因。从目前看,引起先天性高胰岛素性低血糖的原因都是“胰岛源”性的低血糖,就是说某种基因突变,导致胰岛素不适当地过度分泌,引发低血糖,这个新病因则是在胰岛素受体上,获得功能的AKT2的突变,引发胰岛素受体对胰岛素过度敏感,即使胰岛素在正常范围,也能引发低血糖。

AKT是胰岛素受体被激活后一系列反应中一个非常重要的环节,从动物模型的研究看,AKT1主要影响生长,AKT2主要影响代谢。英国人发现的是AKT2的突变,突变使得AKT2的功能增强了,但病人的临床表现不仅仅有低血糖的问题,还有生长的问题,主要表现在婴幼儿时期的快速生长,左侧身体过度生长,所以身体不平衡,从病人表现看,AKT2可能在生长过程中也发挥了作用。

文章发表在2011年10月28日“科学”杂志上,只有1页(474),记得几年前中国的一篇文章也描述说发现了胰岛素受体获得功能的突变,临床表现也包括低血糖,但此乎没有引起人们的注意,这篇文章确认胰岛素受体或受体后环节的突变也能导致低血糖的发生。

吃芦笋后尿的味道

首先我得承认,40岁之前我从来没有吃过芦笋,最近吃过之后,发现很好吃,但吃后尿尿的时候闻到一种以前从来没有闻到过的奇异的味道,这是一种普通尿液所不具备的很特殊的味道,昨天又吃了芦笋,然后又闻到了这种味道,很好奇,开始寻找答案。

在网上搜索,发现芦笋尿真是一门大学问。其实这是一个非常古老的问题,我不是第一个对吃过芦笋后自己的尿液感兴趣的人,几百年前就有记载,例如这个1702年的描述说“每个人都知道吃过芦笋后尿的味道污秽让人不舒服”。但真正用科学手段研究这个问题的人直到1891年才出现,这位科学家不知道用什么手段动员了4位志愿者联手一口气吃掉14斤芦笋,然后把这几位的尿都收集起来,经过一系列的化学分析,得出结论,说芦笋尿的味道来自一个化合物,叫甲硫醇(methanethiol),这个东西的味道类似烂圆白菜。1975年,加州的一位好奇的科学家,说服顶级科学杂志“科学”发表了他对芦笋尿的研究,他用当时非常先进的分析化学仪器“气相色谱仪”分析了芦笋尿,得出不同的结论,认为芦笋尿是因为芦笋的代谢产物S-Methyl Thioesters,一种硫化甲基硫酯,总之含硫的代谢产物,这个是芦笋尿味道的源头。之后的研究都倾向于是芦笋尿是含硫化合物的味道。

更有意思的是,不是所有的人吃了芦笋后都能闻到芦笋尿的味道,正确地讲,绝大多数人在吃了芦笋后都能代谢出含硫的化合物,但只有不到四分之一的人能闻到芦笋尿的味道,能闻到这种味道的人需要有决定嗅觉的特定基因,2010年发表在PLoS Genet上的研究说决定人嗅觉的一种特定基因的单核苷酸多态性(SNP)决定了你能否能闻到芦笋尿的味道。

能闻到芦笋尿味道的人这四分之一的少数派有什么特殊的吗?怕是没有,象我一样,可能只是多了一个好奇的理由。

延伸阅读: Google 搜索:“asparagus urine”,然后你可以读几个小时。

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