α-酮戊二酸(alpha Ketoglutarate,AKG)是三羧酸循环和谷氨酸代谢的重要中间产物,在促进蛋白质合成、促进成骨、延缓衰老和抗癌症等方面具有重要作用。但对AKG在调控动物脂肪代谢方面尚不清楚。本文分别以C57/BL6J小鼠和小鼠肾上腺髓质细胞系为模型,探究AKG对脂肪沉积的影响及其机制。首先,试验通过饮水添加2%AKG,研究其对动物脂肪沉积、脂肪合成和分解基因表达的影响。研究结果表明,在高脂模型下,饲喂小鼠12周,发现饮水添加2%AKG显著降低小鼠脂肪重(P<0.05)和脂肪细胞大小(P<0.05)。我们的WB试验结果也表明,2%AKG增加脂解相关蛋白p-HSL、ATGL的表达(P<0.05),但对脂肪合成相关基因(PPARγ、aP2、Perilipin)表达无显著影响(P>0.05)。同时,2%AKG增加了小鼠能量消耗(P<0.05),促进褐色脂肪UCP1的表达(P<0.05)。此外,2%AKG增加血清中肾上腺素的水平(P<0.05),但对去甲肾上腺素和甲状腺激素无影响(P>0.05)。根据以上结果,推测AKG可能通过影响肾上腺素的分泌来影响脂肪代谢,为深入研究肾上腺素介导AKG促进脂解的机制,试验进一步以肾上腺髓质细胞为模型,用不同浓度AKG处理细胞。结果发现,2 mM AKG能升高细胞内瞬时钙离子的水平(P<0.05),并剂量依赖性促进肾上腺髓质细胞分泌肾上腺素(P<0.05),而对去甲肾上腺素分泌无影响(P>0.05),这表明AKG可能直接促进了肾上腺素的分泌。此外,AKG处理离体培养的肾上腺组织30 min后,同样能促进肾上腺素的分泌(P<0.05)。最后,摘除小鼠肾上腺阻断了AKG降低脂肪沉积和促进能量代谢的效应,抑制肾上腺素受体ADRB3后有效阻断AKG对小鼠呼吸熵和能量消耗的影响。综上所述,细胞上结果表明,AKG直接促进肾上腺素的分泌。活体上结果发现,AKG通过促进肾上腺素的分泌,从而增强脂肪代谢,促进脂解,降低脂肪沉积。该研究对深入揭示代谢中间产物调节内分泌和代谢机制具有重要理论意义和实际应用价值。