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棕脂肪:对抗肥胖的好肥肉

已有 3473 次阅读 2015-8-16 18:18 |系统分类:科研笔记

什么是棕脂肪

减肥电视广告里头常用的煽情话之一是,“让你的脂肪燃烧起来,姑娘们,还在等什么。”不好意思,在这儿我想跑点题,多扯几句。主宰了整个地球的人类还是有些难言之隐,或者说有些软肋,诸如肥胖,癌症,糖尿病,脱发,衰老,性病等。大家不妨留意一下身边的报纸广告或者电视广告,相当一部分是投放到以上几个关键词,“坏人们”一再利用我们的无知和恐慌,一再利用这些顽疾的可怕,说服我们购买他们的所谓“植物精华”,所谓“日本进口酵素”,所谓“老军医五十年的成果”。然而这个世界没有童话,没有灵丹妙药,这些诸如肥胖,癌症之类的毛病,一而再再而三地侵袭我们的健康,侵袭我们的雄心,然而事实上我们却并没有太多办法。讲一个笑话说,各大医药巨头每年投入数以百亿计的美元换来的是越来越多的胖子和癌症患者能多活半个月什么的。可是那又怎样,衰老的肉身阻挡不了人类前赴后继追寻真理的决心和勇气。亚洲人可以为苏炳添跑进十秒大关欢呼雀跃,我们也可以为甩掉半斤肥膘给自己点赞。

不过话说回来,“燃烧你的脂肪”,这句广告词倒是误打误撞和我们今天的主角“棕脂肪brown fat”有关系。我们提起脂肪,脑海里面浮现的可能是白花花的肥肉,没错,这些白花花的肥肉被科学家称为白脂肪(white fat)或者(white adipose tissue)。如上图所示的白脂肪细胞的显微结构,大大的脂滴把细胞核挤到了小角落。棕脂肪的脂滴更小,含有丰富的含铁的线粒体,因而颜色更深,被称之为棕脂肪。大家知道线粒体是人体真正的能量工厂,源源不断为我们提供能量货币ATP。区别于白脂肪的能量存储,棕脂肪能够在寒冷的时候“燃烧”为我们产生热量。棕脂肪广泛存在于冬眠动物和婴幼儿中,占新生儿体重的5%。成人挨冻的时候会打寒战(shiver),骨骼肌在短时间内剧烈收缩消耗ATP产生热量。然而婴儿的骨骼肌(skeletal muscle)没有发育成熟,因而婴儿依靠棕脂肪提供热量,度过冷关。可是随着婴儿长大,渐渐地,棕脂肪就“消失”了,直到2009年,有三个研究小组各自独立在《新英格兰医学杂志》上发表文章报道称[1],他们用PET-CT成像的方法发现了成人颈部,锁骨附近,背部有棕脂肪的存在。一石激起千层浪,这项突破性的发现让我们可以思考肥胖和能量代谢等问题的时候多一个角度。既然还有棕脂肪,棕脂肪又能燃烧,把白脂肪转变成棕脂肪,那么肥胖的问题就解决了?!很快,关于棕脂肪的研究热潮在全球铺开,延续至今。

唤醒棕脂肪之挨冻

Aaron M.Cypess是一名来自哈佛医学院Joslin糖尿病中心的资深科学家,继2009年首次发现成年人依然有棕脂肪之后,2012年,他领导的小组在《美国科学院院刊》(PNAS)上发文指出[2],不打针不吃药,挨冻就能激活我们人体的棕脂肪。如下图所示,绿色箭头所指为代谢活跃的棕脂肪,正在摄入18F-FDG (PET造影剂,是一种类葡萄糖)。受试者穿上能够控温到14℃的降温马甲,在20℃的房间内呆上两个小时。

唤醒棕脂肪之吃药

米拉贝隆(Mirabegron)是β3-肾上腺素能受体激动剂。用于临床上治疗膀胱过度活动引起的尿急、尿频及尿失禁。然而Aaron M.Cypess 却在2015年发现了这款老药能够激活棕脂肪,相关论文发表在《细胞代谢》(cell metabolism)上,如下图所示,相比于安慰剂(placebo),Mirabegron能够强有效地在全身多个位置激活棕脂肪[3]。

棕脂肪和肥胖

我们之前提到了挨冻能够激活棕脂肪,棕脂肪通过活跃的代谢,燃烧我们存储的能量转化为热量,这似乎能帮助我们减肥。据报道,每天挨冻(比如穿14℃的降温马甲)三个小时,能帮助我们多消耗250卡的热量,坚持两个星期,就能甩掉一磅肉[4]。这似乎听起来很棒,科学家也乐意为此进行更多的实验来验证这样的观点。2015年,中国科学院动物所的金万洙课题组在《内分泌学》(Endocrinology)上报道了他们移植棕脂肪治疗肥胖症的实验[5]。下图所示的两只老鼠,右边是正常的老鼠,左边的老鼠因为缺乏瘦素(leptin)这个基因,变成大胃王,胖成球,也没有生育能力。现在把从正常老鼠体内分离出来的棕脂肪移植到肥胖症老鼠体内,三周以后,接受移植的老鼠平均体重为47.8 ±2.2 g 对比未接受移植的老鼠50.6±3.1 g,在12周的观察时间内,接受移植的老鼠体重一直要苗条一点!

PS:

1.不要问我哪里有降温马甲可以卖,文献里写的是“polar products”。也请减肥心切的朋友们不要盲目尝试挨冻。。。

2.关于挨冻缓解二型糖尿病可以关注专栏中另一篇文章《不打针不吃药,挨冻治疗糖尿病?》

参考文献

[1]N Engl J Med. 2009 Apr 9;360(15):1509-17.Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans.

[2].Cypess, A. M., Y. C. Chen, et al. (2012). "Cold but not sympathomimetics activates human brown adipose tissue in vivo." Proceedings of the National Academy of Sciences 109(25): 10001-10005.

[3].Cypess, Aaron M., Lauren S. Weiner, et al. (2015). "Activation of Human Brown Adipose Tissue by a β3-Adrenergic Receptor Agonist." Cell Metabolism 21(1): 33-38.

[4].Supercharging Brown Fat to Battle Obesity

[5].Liu, X., S. Wang, et al. (2015). "Brown Adipose Tissue Transplantation Reverses Obesity in Ob/Ob Mice." Endocrinology 156(7): 2461-2469.





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