新陳代謝（Metabolism）是泛指身體內所有維持生命的生化反應，其目的是為了維持生命的恆定，並提供生物維持生命所需的營養與能量。去年10月，Investigator 分享了許多近年來新陳代謝的研究，讓我們進一步了解到新陳代謝對人體生理的影響。
新陳代謝對生理最直接的影響就是飲食與肥胖相關的議題。為了克服現代文明肥胖對人體健康的傷害，科學家提出許多減肥產品及飲食方式，其中我們介紹了一篇間歇性斷食相關的減肥方式。間歇性斷食是近幾年提出的減肥方式，間歇性斷食的執行簡單使其廣被大眾接受。科學家也發現飲食方式不單單對營養的攝取以及肥胖帶來影響，更進一步會改變身體內的新陳代謝及其產物。（延伸閱讀：挨餓的健康？健康的挨餓？—間歇性斷食對人體健康的影響）
提到肥胖，脂肪細胞的新陳代謝也是對抗肥胖不可或缺的研究對象。以往研究都提到脂肪細胞的脂質代謝可以透過運動等加速代謝，進而達到減肥的目的，然而瑞典團隊發現以上的方式只適用於生理短期的變化，藉由長期的追踪發現脂肪細胞的脂質代謝會隨著年齡的增長而降低，且無法透過運動等方式減緩，因此也提出了脂質代謝仍有其他因素影響的假說。（延伸閱讀：為何年紀越大，體態越來越難維持了？）
除此之外，我們不得不介紹另一個息息相關的文明病——糖尿病。去年，我們介紹了細胞裡磷酸肌醇 3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinases，PI3Ks）作為細胞重要的訊號傳遞分子也參與在糖尿病及癌症的致病機制裡，進一步導致致病的機制。（延伸閱讀：PI3Ks 在糖尿病和癌症的角色）因此，PI3Ks 也成為未來治療糖尿病及癌症的重要目標之一。
在免疫醫學蓬勃發展的現在，新陳代謝對於免疫的影響也成為一個非常熱門的熱題。去年我們在這個領域介紹了5篇相關的研究。2018年諾貝爾得獎的免疫檢查點 PD-1 與 PD-L1 對T細胞的影響，而進一步發現 PD-1 調控的代謝與T細胞耗竭直接相關。藉此，透過調節T細胞的代謝能夠進一步提高T細胞的免疫能力，進而協助身體的免疫功能。（延伸閱讀：細胞能量不足？！ 免疫檢查點 PD-1 在 T 細胞代謝與耗竭中的功能性角色）另一個研究也發現，免疫細胞內的巨噬細胞會透過分泌代謝物幫助癌細胞對抗化療藥物。（延伸閱讀：藥物競爭—巨噬細胞代謝物協助癌細胞抵抗化療 ）這個發現不得不讓我們重視免疫細胞的新陳代謝與癌細胞之間的交互作用，進而改變癌症治療的用藥方式。除此之外，科學家發現巨噬細胞內糖解作用重要的蛋白醣解酵素（GAPDH）能夠被丙二醯化，幫助糖解作用的進行以及增加發炎因子的轉錄。（延伸閱讀：GAPDH 丙二醯化－不只是 Internal Control－巨噬細胞促進發炎的關鍵）最後這個領域最具突破性的研究是芝加哥大學所發現新的轉移後修飾——乳酸化修飾（lactylation）。乳酸作為一個常見的無氧呼吸代謝產物，往往被許多生化學家所忽略。然而，這個研究發現組蛋白能夠被乳酸化修飾，進一步幫助免疫細胞從發炎性轉為修復性。（延伸閱讀：組蛋白乳酸化－推動發炎性巨噬細胞趨向組織修復性）最後，阿茲海默症的發病機制會影響神經膠細胞的新陳代謝，進而促使腦部的發炎反應。（延伸閱讀：阿茲海默症 — 微膠細胞能量代謝路徑轉換的缺失）
在細胞的層級上，我們介紹一篇較有特色的代謝路徑，鐵離子在蛋白質演化出來之前或許扮演檸檬酸循環重要的催化離子。（延伸閱讀：蛋白質出現以前：鐵離子催化檸檬酸循環）
至此我們可以知道新陳代謝不單單提供我們能量，其複雜且龐大的生化路徑及中間產物，都會對細胞的功能與生理反應產生深遠的影響。由於篇幅的限制，我們無法介紹更多新陳代謝有趣的研究，然而不得不提新陳代謝仍有非常多有趣的影響，包括腸腦軸線、微生物與人體的交互作用、免疫、神經，乃至於心裡與情緒等都有關。或許在未來我們有機會能夠向大家介紹更多新陳代謝相關的有趣研究。
圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki/File:Metabolism_(zh-cn).png
圖片說明：複雜的新陳代謝路徑揭露其在生理內複雜的功能與作用，也提示着許多深受新陳代謝影響的生理功能仍未被研究透徹。
撰文｜林偉強
審稿｜黃子瑄
