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铜是人体生理所必需的营养素，一项新的研究进一步提升了铜的形象。由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校的科学家们领导的一个研究团队发现，铜在脂肪代谢中起着关键作用。
一直以来，铜都是作为一种可延展、导电的金属为大众所熟知，它们主要用于制造炊具、电子、珠宝、管道系统等，在过去十年里，由于铜具有某些生物学功能而得到越来越多的关注。众所周知，在形成红细胞、吸收铁、促进结缔组织发育和支持免疫系统等方面都需要铜的参与。
即将发表在7月版的《自然化学生物学》期刊，但今天发表在网络版上的一项新研究，首次提出了铜在脂肪代谢中的作用。
研究团队的领导者是克里斯常，他来自伯克利实验室化学科学部，也是加州大学伯克利分校化学教授以及休斯霍华德医学研究所研究员。这项研究的共同作者是，拉克希米里希纳穆尔蒂和约瑟夫科特鲁沃，他们都是伯克利实验室化学专业的博士后研究人员。
“我们发现，铜在分解脂肪细胞方面非常重要，它们可用作能量，”常说。“它扮演调节器的作用。铜越多，分解的脂肪就越多。我们认为这项研究，缺乏这种营养素是否与肥胖和肥胖相关疾病有关联，是非常值得的。
饮食中的铜
常说，铜在恢复脂肪燃烧的自然方式方面可能发挥的作用。牡蛎和其他贝类，绿叶蔬菜，蘑菇，瓜子，坚果和豆类等食物中都含有丰富的铜。
“人体不能合成铜，要靠饮食来获取，”常说。“典型的美国饮食，食用的绿叶蔬菜量不多。亚洲饮食，食用富含铜的食物较多。”
但常告诫我们，这项研究结果表明不要摄入铜补充剂。过多的摄入铜会导致与其它基本矿物质比例的不平衡，包括锌。
铜的‘刹车作用’
研究人员利用遗传变异的小鼠进行铜和脂肪的关联研究，结果导致铜在肝脏部位的积累。值得一提的是，这些小鼠比正常小鼠平均脂肪堆积程度更高。
威尔逊氏病这种遗传疾病，也会发生在人类身上，如果不及时治疗，可能是致命的。
对患有威尔逊氏病的小鼠分析表明，与对照组的小鼠对比，铜的异常积聚伴随着肝脏低于正常值的血脂水平。研究人员还发现，与对照组的小鼠对比，患有威尔逊氏病小鼠的白色脂肪组织，或白色脂肪铜含量较低，而且脂肪堆积更多。
然后，他们用异丙肾上腺素，一种可引起脂肪分解的β受体激动剂，治疗患有威尔逊氏病的小鼠，通过环磷酸腺苷(cAMP)信号通路，将脂肪分解成脂肪酸。研究人员指出，患有威尔逊氏病的小鼠比对照组的小鼠，表现出较低的脂肪分解能力。
这个结果，促使研究人员进行细胞培养分析，来解释铜影响脂肪分解这一机制。研究人员利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)设备在伯克利实验室测量脂肪组织中铜含量。
他们发现，铜与磷酸二酯酶3，或PDE3结合，这是一种与环磷酸腺苷结合的酶，使环磷酸腺苷无法具有促进脂肪分解的能力。
“当铜与磷酸二酯酶结合，它就像一个刹车制动，”常说。”这就是为什么铜与脂肪呈正相关。”
来自奶牛的提示
铜和脂肪代谢之间的联系毫不奇怪。研究人员已经在畜牧业领域发现了一些线索。
“牛饲料中的铜含量会影响牛肉的脂肪含量，”常说。“在农业文献可以找到铜对动物脂肪沉积的影响，但是研究没有明确连接铜和脂肪的生化机制。”
这项新的工作是以常的实验室，之前对铜和其他金属在神经科学中的作用研究基础上进行的。在奥巴马总统“脑计划”倡议的支持下，伯克利实验室在2013年通过实验室定向研究和开发计划，给常提供了种子基金。常通过脑计划三方机构合作继续开展工作，合作伙伴是伯克利实验室，加州大学伯克利分校，加州大学旧金山分校。
就人体内的铜来说，在大脑中铜的浓度特别高。最近的研究，包括常领导的研究发现，铜有助于大脑细胞与其它扮演制动角色的细胞(当神经发出停止信号的时候)相互沟通。
常最初的研究重点是铜在神经元通讯中的作用，现在，他将一部分研究扩展到铜在脂肪代谢和其它生物路径方面的调查，这项最新的工作主要由国家卫生研究所资助。
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