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TUhjnbcbe - 2023/4/15 18:34:00
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突然剧烈运动之后,我们会觉得自己身上多处肌肉都酸胀,疼痛,而且仿佛不受控制,感到无力。但是,这种状况只会持续一段时间,少则一天,多则一周,慢慢地身体便会恢复正常,相信很多人都曾有这样的经历。

图片来源:i-sport.pl

为什么会出现这样的状况呢?因为剧烈运动时,我们的身体处于缺氧环境,为了及时提供能量,便会选择一种快速代谢葡萄糖的方法——糖酵解,糖酵解的产物就是乳酸,大量的乳酸被生成,但是又不能立马代谢掉,于是就会积累在身体肌肉组织多的地方,给我们带来酸胀感。等到乳酸逐渐被代谢后,我们身体便也可以恢复正常了。

糖酵解示意图图片来源:Wikimedia

但是,你知道吗?在肿瘤细胞内,乳酸也会被大量生成。在正常的细胞中,能量代谢会采用一种温和的方式,那就是在有氧的条件下将葡萄糖代谢为二氧化碳和水,虽然比较慢,但是能代谢得很充分,只有在细胞缺氧时,正如前文所说,例如剧烈运动的时候,就才会采取可以快速产生能量的代谢路径:糖酵解,将葡萄糖转化为乳糖。可是,在肿瘤细胞中,情况就大不一样了,不管是有氧还是无氧状态,细胞都会像一个狼吞虎咽的人一般,迫不及待地把葡萄糖都转化为乳糖,以求短时间内供应出大量的能量,这一现象被称为“Warburg效应”。然而为什么会产生Warburg效应,人类对此暂时还没有深入的了解。

Warburg效应图片来源:healthjade.net

因此,一直以来,乳酸都被认为是一种身体的代谢废物,或者是一种短暂提供能量的中间代谢物。近期,来自芝加哥大学的赵英明教授课题组在Nature杂志报道了一种之前未被发现的人组蛋白赖氨酸上的修饰——乳酰化修饰。它是一种蛋白质翻译后的修饰,如同我们熟知的磷酸化修饰、乙酰化修饰、棕榈酰化修饰一样,乳酰化修饰也可以通过修饰组蛋白,继而调控基因表达,使机体适应各种环境。

那么,这种乳酰化修饰和乳酸有什么关系呢?他们的研究表明,组蛋白上的乳酰化水平和细胞内乳酸的含量是密切相关的。葡萄糖分解代谢产生乳糖,所以,通过控制葡萄糖的添加量,他们观测到了组蛋白乳酰化水平的上升与下降。同时,通过影响乳酸生成与代谢途径上的一些酶的活性,他们也观测到了与之关系非常密切的组蛋白乳酰化水平。这些说明,细胞中的乳酸并不是一种无用的东西,至少现在,我们就知道它的一种功能是可以用于修饰组蛋白乳酰化。

乳酸合成与代谢途径的改变可调控乳酰化水平图片来源:参考文献

组蛋白的乳酰化有什么用呢?研究者们目前研究了它在细胞免疫方面的功能。以巨噬细胞中的H3K18位点为例,通过CHIP-seq分析,发现与H3K18位点甲基化相关特异性相关的基因大多集中于保持稳态、修复等方面,例如Arg1,就与其有着非常紧密的联系。用细菌感染巨噬细胞后,它会极化,行使免疫功能,但是随着时间的增长,组蛋白乳酰化水平增加,与细胞内稳态有关的基因开始表达,细胞便又能恢复稳态。

与伤口愈合相关的Arg1表达上调图片来源:参考文献

所以,乳酰化在我们的身体中可能会存在这样一种功能:帮助机体伤口愈合、维持内稳态。这种修饰的供应物:乳酸,也并不是可有可无的一种代谢物。这样看来,它可是扮演着一种非常重要的角色呀。这些也正和我们的日常生活联系起来:经常运动的人乳酸代谢好,他们的自我修复能力强,身体也更加健康。看完了这些关于乳酸的小知识,大家是不是已经想要立即运动起来了?

Dr.G祝愿大家都能有一个好身体!

参考文献

1.Visan,I.Histonelactylation.Nat.Immunol.20,().

2.Izzo,L.T.Wellen,K.E.EpigeneticsLactatelinksmetabolismtogenes.Nature,().

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