棕色脂肪的科学:还有什么还有待了解?

棕色脂肪被认为是“有益的”。已知它在产热过程中发挥重要作用,并在寒冷环境下维持体温。研究表明,棕色脂肪组织(BAT)含量增加和/或激活与心血管代谢健康的改善呈正相关。动物实验表明,暴露于寒冷环境、减少光照和/或特定基因的上调均可增加/激活棕色脂肪。然而,仍需开展进一步研究和大规模人体试验,以确定增强BAT激活在改善心血管代谢健康方面的重要性。

棕色脂肪也称为棕色脂肪组织,简称BAT。它是一种特殊的体脂,在寒冷环境下会被激活。棕色脂肪产生的热量有助于在寒冷环境中维持体温。BAT的功能是将食物中的能量转化为热量;从生理角度来看,其产生的热量以及由此导致的代谢效率降低对身体都具有重要意义。当机体需要额外热量时,例如新生儿出生后不久以及发烧体温升高时,棕色脂肪组织的产热就会被激活。棕色脂肪细胞含有多房性脂滴和大量线粒体,线粒体中含有一种名为解偶联蛋白1 (UCP1)的独特蛋白质(1)。棕色脂肪组织及其解偶联蛋白1 (UCP1) 的发育可能是哺乳动物作为恒温动物进化成功的关键因素,因为其产热作用提高了新生儿的存活率,并使动物能够在寒冷环境下保持活跃(2)。

棕色脂肪组织(BAT)的存在与心血管代谢健康呈正相关。拥有BAT的个体肥胖程度较低,且2型糖尿病(胰岛素敏感性增加)、血脂异常、冠状动脉疾病、脑血管疾病、充血性心力衰竭和高血压的患病率也较低。这些发现得到了血糖水平改善(数值较低)和高密度脂蛋白水平升高的支持。此外,BAT的有益作用在肥胖个体中更为显著,表明BAT可能在减轻肥胖的有害影响方面也发挥作用(3)。BAT的存在和功能可能对近期由COVID-19引起的大流行具有重要意义。越来越多的证据表明,拥有更多白色脂肪组织(WAT)的肥胖个体可能更容易感染COVID-19并发展为重症(4),因此可以推测,BAT的存在可能对预防COVID-19感染具有有益作用。

近期研究证据表明,使用诸如米拉贝隆(一种β3肾上腺素受体激动剂)等治疗干预措施,可通过增加棕色脂肪组织(BAT)产热来改善肥胖相关的代谢性疾病。事实上,长期米拉贝隆治疗的结果显示,BAT代谢活性增强,而体重或体成分未发生显著变化。此外,有益的脂蛋白生物标志物高密度脂蛋白(HDL)和载脂蛋白A1(ApoA1)的血浆水平也升高。具有抗糖尿病和抗炎作用的白色脂肪组织(WAT)来源激素——脂联素,在研究结束时也升高了35%。这些变化与胰岛素敏感性和胰岛素分泌的增加相关(5)。

棕色脂肪组织(BAT)的存在及其有益作用对普通人有何意义?我们能否通过减少光照、上调BAT中表达的基因或暴露于寒冷环境来激活BAT?至少,小鼠研究为此提供了一些线索(6,7),并可能为进一步开展人体研究铺平道路。

这是否意味着暴露于较低温度下会激活棕色脂肪组织和/或增加棕色脂肪组织的体积?一项针对人类的随机试验表明,每天暴露于寒冷环境 1 小时,持续 6 周,可增加棕色脂肪组织的体积(8)。

需要进一步的研究和广泛的人体试验来揭示 BAT 对人类的有益影响。  

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参考文献:  

  1. Liangyou R. 2017. 健康和疾病中的棕色和米色脂肪组织。 比较生理学。 2017 年 12 月 7 日; 4(1281):1306-XNUMX。 DOI: https://doi.org/10.1002/cphy.c17001 
  1. Cannon B. 和 Jan Nedergaard J.,2004 年。棕色脂肪组织:功能和生理意义。 生理评论。 2004 年 84 月;1(277):359-XNUMX。 DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.00015.2003  
  1. Becher, T., Palanisamy, S., Kramer, DJ 等。 2021 棕色脂肪组织与心脏代谢健康有关。 发表时间:04 年 2021 月 2021 日。自然医学(XNUMX 年)。 DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-020-1126-7 
  1. Dugail I、Amri EZ 和 Vitale N。严重 COVID-19 中肥胖的高患病率:对患者分层的可能联系和观点,Biochimie,第 179 卷,2020 年,第 257-265 页,ISSN 0300-9084。 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2020.07.001. 
  1. O'Mara A.、Johnson J.、Linderman J.,2020 年。慢性米拉贝隆治疗会增加人类棕色脂肪、高密度脂蛋白胆固醇和胰岛素敏感性。 21 年 2020 月 130 日出版。《临床研究杂志》第 5 卷,第 1 期,2020 年 2209 月 2219 日,XNUMX-XNUMX。 DOI: https://doi.org/10.1172/JCI131126  
  1. Shultz D. 关灯能帮助你燃烧脂肪吗? 生物学。 2015年,DOI: https://doi.org/10.1126/science.aac4580 
  1. Houtkooper R.,2018。胖到 BAT。 科学 转化医学 04 年 2018 月 10 日:卷。 448,第 1972 期,eaauXNUMX。数字编号: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aau1972  
  1. 冷暴露对人体能量消耗和锁骨上棕色脂肪组织体积的随机试验。 DOI: https://doi.org/10.1016/j.metabol.2016.03.012 

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Rajeev Soni 博士 (ORCID ID : 0000-0001-7126-5864) 拥有博士学位。 拥有英国剑桥大学生物技术学士学位,并在斯克里普斯研究所、诺华、诺维信、Ranbaxy、Biocon、Biomerieux 等全球多家机构和跨国公司工作 25 年,并担任美国海军研究实验室的首席研究员在药物发现、分子诊断、蛋白质表达、生物制造和业务发展方面。

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