你身上的油,存在什么地方?──油滴

身体如何储存油脂

大口吃下喜欢的薯条、冰淇淋、蛋糕之前,有没想过这些食物消化后,在体内会变成什么呢?

人体一段时间不进食,也不会立刻归西,是因为身体有储存能量的途径:肝脏摄取消化完的食物来供应身体能量,多出来的部分则以「三酸甘油脂」储存于脂肪细胞的「油滴」之中。

人们吃下去的食物,经过消化吸收后,将多出来的能量储存在脂肪细胞里的「油滴」。 图说设计│王昭雯、林婷娴、林洵安

人们吃下去的食物,经过消化吸收后,将多出来的能量储存在脂肪细胞里的「油滴」。
图说设计│王昭雯、林婷娴、林洵安

油滴的基本构造,就是一个脂肪球。 外面一层膜由「磷脂质」组成,里面包裹主要是类似「三酸甘油脂」之类的中性脂肪。 油滴是从细胞中的内质网生成的,它在细胞中的大小并不一致。 图片来源│王昭雯

油滴的基本构造,就是一个脂肪球。外面一层膜由「磷脂质」组成,里面包裹主要是类似「三酸甘油脂」之类的中性脂肪。油滴是从脂肪细胞中的内质网生成,它在细胞中的大小并不一致。
图片来源│王昭雯

油滴的大小和数目,攸关胖瘦与生存。若脂肪细胞太少、无法储存油脂,会导致代谢疾病,例如先天性脂肪失养症但若脂肪细胞太多,或是油滴数目太多、尺寸太大,储存的油脂过多,又会导致肥胖问题。因此,油滴如何维持体内油脂的平衡很重要。

看起来「油滴」是很重要的角色,但其实以前科学界误以为它「只是一堆油」积在那里。直到近几年,细胞学家才发现:

「细胞,是生命的基本单位。它本身的运作,要能维持生命的稳定性」。所以油滴会储存油脂,也会在需要的时候拿出来用,才能维持油脂代谢的平衡。


这两种途径,都是将油滴储存的三酸甘油脂 (TAG)分解成三磷酸腺苷 (ATP),提供大量能量支持细胞运作。如下面两张图片所示:

脂肪分解:油滴里的油脂,由脂肪脢分解后,产生三磷酸腺苷(ATP),提供能量给身体使用。 图片来源│王昭雯

脂肪分解:油滴里的油脂,由脂肪脢分解后,产生三磷酸腺苷(ATP),提供能量给身体使用。
图片来源│王昭雯

细胞自噬:细胞里的自噬体产生后将油滴吞噬,再经溶酶体分解后,产生三磷酸腺苷(ATP),提供能量给身体使用。 图片来源│王昭雯

细胞自噬:细胞里的自噬体产生后将油滴吞噬,再经溶酶体分解后,产生三磷酸腺苷(ATP),提供能量给身体使用。
图片来源│王昭雯

「我们找出这两种油滴降解的途径,代表这两种途径同时存在于细胞内,」王昭雯说明,但究竟细胞会走哪一条路,来运用油滴里的油脂,会随着生理状态而不同,发生在身体不同组织也不尽然相同。

了解这些油脂储存与代谢机制后,回到减肥的话题。

若要避免肥胖,就要避免饮食过度,因为身体会将用不到的能量,转换成油脂送到脂肪细胞中存入油滴里,好比将多余存款放入定存,以备不时之需。另一方面,也要制造油滴被使用的机会,尤其是运动。当身体需要大量能量时,油滴储存的油脂就会被分解,提供能量支持身体活动。

油滴只存在于人体的脂肪细胞吗?非也。像是酵母菌这种单细胞,也拥有「油滴」。并且随着基因变异,也会出现油滴大小和数量异常的情况,如下图所示:

左图为正常酵母菌细胞,右图为酵母菌单一基因SEI1 的突变株。 右图明显可见:细胞中绿色部分标示的油滴尺寸变大、且数量变少。 图片来源│王昭雯

左图为正常酵母菌细胞,右图为酵母菌单一基因SEI1的突变株,右图明显可见:细胞中绿色部分标示的油滴尺寸变大、且数量变少。
图片来源│王昭雯

酵母菌细胞里的油滴,除了储存三酸甘油脂(TAG),也储存了固醇脂(SE),酵母菌如何运用这些油脂有另一个有趣的机制。

王昭雯团队发现,当酵母菌因大量生长而进入到「营养不足」的状态时,酵母菌的液胞表面会分化出两种不同的小区块。这时油滴会逐渐往液胞靠过去,直到定格在其中一种小区块,好让液胞利用「细胞自噬」的机制来吃掉油滴。

这时,液胞中的水解酵素会分解油滴中的油脂,并将固醇脂(SE) 转换成固醇,以维持液胞的运作,此举会让更多的油滴再被吞噬。王昭雯比喻,基本上这就是一种「资源回收再利用」的环保概念。

「在显微镜底下,你可以看到油滴在细胞里面移动,可以感受到这是一个活的东西!」,油滴充满未知、也很有趣。

但其实求学时期,王昭雯原本想当个画家。「我比较喜欢画图,当兴趣可以,但将来能不能成就一番大事,我那时候不知道。」

画家雷诺瓦说:人生就像顺小河漂流的软木塞。高中升大学时,王昭雯像是这样的软木塞,将志愿卡交由昆虫系毕业的爸爸填写;而时间的小河,将王昭雯漂向台大植病系在这里,意外发现「画画」可以在观察纪录细胞时派上用场。

因为细胞很小,要用显微镜才看得到,但更细微的结构是看不见的,细胞里许多分子作用机制,要靠想像脑补。米开朗基罗曾说:「绘画时,不是用手,而是用脑」。王昭雯体悟到细胞学家的特质,其实和画家有共通之处,对于空间结构和细微变化都要很敏感。

「油滴」这个微型空间之中,充满未知,其实大部分的研究时间就是不断在黑暗中摸索,也常常因为无法突破而感受到痛苦;但若发现新的东西,那乐趣足以支持王昭雯和团队继续前进。如同雷诺瓦所言──痛苦会过去,美会留下

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