在所有减肥大法中， “不吃晚饭” 可谓是每一个减肥人士都尝试过的。每当深夜肚子饿得咕咕叫的时候，你是不是想：“啊，现在我的身体正在消耗肚子上的肥肉！”这样的想法听起来美好，但你知道吗？身体在面对饥饿时，并不是简单地切换到“燃烧脂肪模式”，而是在细胞层面进行着复杂且精密的能量调控。 近几年，网络上热议的“生酮饮食”、“间歇性断食”等减肥方式吸引了无数人的关注。这些方法的核心在于改变体内能量来源，从主要依赖葡萄糖转向使用其他能源物质，例如脂肪酸或氨基酸。这不禁让人思考， 在微观世界里，我们的细胞是如何响应这种转变并维持生命活动的？ 今天要介绍的研究，正是围绕这个话题展开。来自 厦门大学的研究团队 研究了AMP 活化蛋白激酶 (AMPK) 在体内碳代谢适应中的作用。他们发现， 在短时间内（2小时）挨饿时，身体会优先利用谷氨酰胺等非脂肪能源物质；而在较长时间饥饿下，不仅脂肪酸氧化会逐渐增强，还可能动用易变性蛋白质来补充能量需求。 当我们享受一顿美味佳肴时，身体就会像一位精明的财务经理，将食物中的卡路里和糖分巧妙地储存起来。糖是身体的主要能量来源，它被转化为肝糖原储存在肝脏中，或者以脂肪的形式藏匿在身体各处。因此， 当我们禁食或长时间未进食时，这些储备就像是“紧急基金”，身体会释放储存的葡萄糖来提供能量，确保日常活动不受影响。 许多生理条件，包括禁食，都会导致血糖水平下降，这是因为储存的碳水化合物迅速被消耗殆尽。为了维持能量平衡，身体必须进行营养适应，而 AMPK（AMP激活的蛋白激酶） 在此过程中扮演着核心角色。 AMPK不仅是一个敏锐的能量传感器，能够通过检测AMP和ADP水平的变化来调节能量状态，它对血糖水平的下降也特别敏感。 AMPK通过磷酸化多个靶标来刺激分解代谢（如燃烧脂肪）并抑制合成代谢（如制造新的脂肪），从而促进ATP的生成并减少其消耗。然而，关于替代能源利用顺序的具体机制，科学家们仍在探索之中。 在这项研究中， 研究人员首先探索了在葡萄糖供应不足的情况下，细胞如何调整其能源选择，特别关注谷氨酰胺和脂肪酸这两种替代碳源的利用情况。 为了深入理解这一过程，他们设计了一组精巧的实验，使用棕榈酸（一种脂肪酸）和谷氨酰胺分别标记小鼠胚胎成纤维细胞（MEF），以追踪这两种物质在饥饿状态下的代谢路径。 实验结果显示， 在低糖条件下，谷氨酰胺分解的增强明显早于脂肪酸氧化（FAO）的增加。 具体而言，早在处理开始后的2小时内，研究人员就观察到谷氨酰胺利用率显著上升，而棕榈酸的利用率则相对滞后。更令人惊讶的是，尽管碳源从葡萄糖转向了谷氨酰胺，但TCA循环中间体的总水平并未发生显著变化。这表明， 在面对葡萄糖短缺时，细胞迅速调整其代谢策略，优先利用谷氨酰胺来维持能量供应，而不是立即转向脂肪酸。 图1：在低糖条件下，谷氨酰胺分解先于 FAO 增加 与同位素标记实验的结果一致，研究人员观察到， 在葡萄糖饥饿仅2小时后的小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）以及饥饿8小时后的小鼠骨骼肌组织中，氧消耗率（OCR）出现了显著且快速的增加。 这一现象再次强有力地证明了谷氨酰胺在低糖条件下的优先利用，是它而非脂肪酸，成为了提高OCR的关键因素。这表明， 当葡萄糖供应不足时，谷氨酰胺作为线粒体分解代谢的主要碳源， 迅速接替了葡萄糖的角色，确保能量供给不中断。 图2：AMPK 促进低糖条件下线粒体与 ER 的结合 为了深入理解AMPK如何促进低糖条件下谷氨酰胺的利用，研究人员进一步展开了探索。他们发现， AMPK不仅减少了葡萄糖饥饿MEF中纯线粒体的数量 （这是由于线粒体与内质网ER或线粒体相关膜MAM结合增加所致）， 还激活了一种新型底物PDZD8。 PDZD8通过溶酶体葡萄糖感应途径被激活，并在T527位点接受AMPK的磷酸化修饰。这种磷酸化事件解除了PDZD8的分子内抑制，使其能够与谷氨酰胺代谢关键酶GLS1相互作用，从而促进了谷氨酰胺的分解，早于脂肪酸的氧化利用。 图3：AMPK -PDZD8 轴在早期饥饿期间促进 OCR 接下来，研究人员使用半透化分析系统，发现在缺乏葡萄糖的情况下，GLS1的活性显著增强。有趣的是，GLS1似乎始终处于底物不饱和的状态，这意味着它随时准备处理更多的谷氨酰胺。这一特性与PDZD8促进谷氨酰胺分解代谢的结果高度一致。 PDZD8通过直接相互作用提升GLS1的活性，使得谷氨酰胺能够在低糖条件下更有效地被利用，弥补葡萄糖的短缺，维持细胞的能量稳态。 图4：AMPK-PDZD8 轴促进通透细胞中的 GLS1 活性 此外，研究人员发现， 谷氨酰胺分解对于LPS（脂多糖）处理后的细胞因子分泌至关重要。 LPS可以导致血糖水平迅速下降，严重时甚至危及生命。例如，腹膜内注射10 mg/kg LPS的小鼠，在48小时内有超过60%的死亡，血糖水