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冬日,當沒有穿秋褲的你在室外公交站牌等車時,突然一陣寒風(fēng)吹過,你會不會不住地顫抖?這其實多虧了你身體中的顫抖性產(chǎn)熱(shivering thermogenesis)機制來幫助你產(chǎn)熱,維持身體內(nèi)部溫度。
但是你是否發(fā)現(xiàn),嬰兒遇冷的時候卻不會顫抖,對于表面積/體積比更高的嬰兒來說,他們遇冷時會比成人失去更多的熱量,那他們是如何來幫助自己產(chǎn)熱的呢?其實他們在利用自己身體中的棕色脂肪來把存儲的能量轉(zhuǎn)化為熱量,這個機制就是非顫抖性產(chǎn)熱(non-shivering thermogenesis)機制。嬰兒體內(nèi)的棕色脂肪主要儲存在肩胛骨、脖子、靠近腋窩處、胸骨以及背部。之前,科學(xué)家一直認為棕色脂肪只存在于嬰兒或青少年體中,但是后期偶然在癌癥診斷的研究中發(fā)現(xiàn)其實成人體內(nèi)也具有棕色脂肪。
棕色脂肪在成人體內(nèi)的發(fā)現(xiàn)得益于正電子發(fā)射計算機斷層掃描技術(shù),掃描前,受試者被注入放射性示蹤劑同位素(氟化脫氧葡萄糖),待該分子進入體內(nèi)代謝系統(tǒng)后,掃描受試者即可得到影像。如圖所示,成人體內(nèi)的棕色脂肪主要存在于脖頸、肩胛骨、胸骨、背部等處,比較分散。而棕色脂肪的體積大小會因成人的年齡、性別、所處地區(qū)季節(jié)的溫度等因素而不同。同時,由于人體內(nèi)的米色脂肪在某些情況下可以轉(zhuǎn)化為棕色脂肪,這就使得棕色脂肪的在人體中具體體積較難評估,目前還沒有統(tǒng)一的定論。
近期的一項報道說明,棕色脂肪和心臟代謝健康相關(guān) (Becher et al., 2021)。這項研究的樣本為2009年到2018年來紐約腫瘤醫(yī)院(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)進行過至少一次正電子發(fā)射計算機斷層掃描的病人。受試者數(shù)量達到52,487個(相關(guān)研究中其樣本數(shù)量最大)。研究人員通過查詢掃描報告對掃描結(jié)果進行劃分,分為有棕色脂肪組和無棕色脂肪組。
研究結(jié)果表明,棕色脂肪存在于約9.7%的受試者當中,且更常見于女性當中(女性13.8% 男性4.9%)。棕色脂肪的體積隨年齡的增加而減小,隨受試者BMI的增加而減小,并與測試當季的溫度成負相關(guān)。但是是否棕色脂肪真的只存在于少數(shù)人群中?其實還有其他研究認為棕色脂肪在人群中的存在率可能達到100%,這差異源自檢測的局限性,目前只能檢測到激活狀態(tài)下的棕色脂肪。
就棕色脂肪存在部位而言,棕色脂肪主要存在于頸部(81.5%)和鎖骨上方(87.9%),多于脊柱周圍(58.2%),縱隔(50.1%),腋窩(31.4%)和腹部(21.1%)。
統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果表明有棕色脂肪組糖尿病、血脂異常、心血管疾病等疾病的發(fā)生率顯著性小于無棕色脂肪組。值得注意的是,在BMI值較高的超重和肥胖受試者中,患有代謝性疾病和心血管疾病的機率增加,卻在有棕色脂肪的超重和肥胖患者中幾率減少。例如,在BMI 值大于30kg/m2的受試者中,有棕色脂肪者患糖尿病的幾率少于無棕色脂肪者的一半。
盡管在超重和肥胖受試者中存在棕色脂肪的幾率會減小,但是對于那些仍然保有棕色脂肪的肥胖患者來說,他們的心臟代謝情況明顯要好于沒有棕色脂肪的肥胖者。盡管這項研究并沒有解釋棕色脂肪改善心臟代謝情況的機理是如何的,但就臨床結(jié)果而言,在未來利用藥物或冷刺激激活棕色脂肪改善人口心臟代謝健康是十分有潛力的。
當然,這項研究也有一些限制,比如,受試者基本為患癌癥人群,盡管作者使用統(tǒng)計學(xué)方法排除癌癥診斷,治療等因素的干擾,但是更多關(guān)于健康人口棕色脂肪情況還有待研究。另外,所有受試者進行掃描前都未進行冷刺激,這表明一部分受試者可能有棕色脂肪但卻由于沒有被激活而未能診斷出。因此實際有棕色脂肪的人口比例可能要大于該報道中的13.8%。
既然相比于白色脂肪這類“壞脂肪”,棕色脂肪以其獨特的產(chǎn)熱機制來消耗存儲能量、改善糖脂代謝、改善心臟代謝情況,可以稱之為“好脂肪”。那如何激活你的棕色脂肪呢?科學(xué)家進行了眾多體內(nèi)體外動物實驗以及一些臨床實驗,結(jié)果表明最常見的方法就是冷刺激,有一些人嘗試冷水浴,不知你是否有這樣的勇氣。但不妨試著在冬日降低室內(nèi)暖氣溫度,多到室外走走吧!
參考文獻:
1.Becher, T., Palanisamy, S., Kramer, D. J., Eljalby, M., Marx, S. J., Wibmer, A. G., … Cohen, P. (2021). Brown adipose tissue is associated with cardiometabolic health. Nature Medicine, 27(1), 58–65. https://doi.org/10.1038/s41591-020-1126-7
2.Leitner, B. P., Huang, S., Brychta, R. J., Duckworth, C. J., Baskin, A. S., McGehee, S., … Chen, K. Y. (2017). Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(32), 8649–8654. https://doi.org/10.1073/PNAS.1705287114
3.Lidell, M. E. (2019). Brown adipose tissue in human infants. In Handbook of Experimental Pharmacology (Vol. 251, pp. 107–123). https://doi.org/10.1007/164_2018_118
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