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寒冬中活命全靠这些脂肪了

时间: 2021年01月11日 | 作者: 杨心舟 | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
天寒地冻,要问身体哪部分最努力,你可能都猜不到。答案就是脂肪!不是大腹便便那种,是真的帮你产热,避免你冷死的棕色脂肪组织。


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左图是颈部和锁骨部位有棕色脂肪的人,右图则没有(图片来源:MSKCC  Andreas G. Wibmer & Heiko Schöder)


《自然·医学》的新研究发现,棕色脂肪组织不仅产热,更是全方位保障你的健康,降低许多疾病的风险,可谓真正的脂肪标兵。


撰文丨杨心舟


2021才开始一周就给了我们一个大礼——新年的第一波寒潮。北京北风呼啸,最低气温已经刷新本世纪以来最冷记录了。而那些让我们在寒风中仍然能获得一丝温暖的慰藉的东西,除了大棉袄,不得不提的是构成了天然御寒机制的优秀脂肪。请先不要联想肚子上那片岿然不动的脂肪墙,因为我们要谈的是另外一种“产热”脂肪。


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不是这种脂肪...图片来源:pixabay



消耗能量的脂肪


作为在寒冷环境中活跃程度大增的棕色脂肪组织(BAT),想必最近工作效率恐怕已经达到很高的水平。BAT和它的好伙伴白色脂肪组织(WAT)同样来自脂肪的大家族,但不同的是WAT是用来收集和储存身体多余的脂肪的,那些你见着就心烦的腹部皮下脂肪就属于这一类。而BAT则作用完全相反,它们主要的功能是燃烧多余的脂肪酸和葡萄糖,专注于产热。之所以它能这么强,是因为BAT细胞含有大量的线粒体,在高效产能的同时它们的颜色也会看起来很深,也获得了棕色脂肪组织的名字。


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身体内几种脂肪组织类型,棕色脂肪组织(左)、白色脂肪组织(中)、米色脂肪组织(右),mitochondria代表线粒体。


说简单一点,BAT就是我们人体一种天然的抗冷机制,这也是为什么天冷的时候BAT会变多,活跃程度会增加。而在北风呼啸中行走的你,BAT一定是火力全开的,它们正努力燃烧能量产热来保证正常的体温(不过,不要试图在寒风中减肥,不然先得到一定是冻伤大礼包)。


但在之前,应该没有人能这么明确地得出上面的推断,毕竟成人身体存在BAT也是最近十几年才被研究证实的,2009年《新英格兰医学杂志》的研究确认,BAT是糖类和脂肪酸的代谢中心区域,且大多位于颈部和锁骨区域。在更早些时候,科学界认为BAT只存在于一些动物和人类婴儿体内,主要用来弥补年幼不发达的颤抖产热行为。而现在,BAT已经被定义成了一个重要的产热器官。


近些年,偶有研究发现BAT除了产热也会带来其他好处。2016年《自然》综述文章就介绍称在BAT激活的时候,代谢产物会经历高水平氧化来产生热量,同时BAT还会向整个机体发出一系列生化信号来激活整体的氧化代谢水平。


而最近有关BAT比较重要的文章当属2019年《自然》发表的一项研究,加州大学旧金山分校的研究者找到了BAT 清除支链氨基酸的证据,人体内支链氨基酸水平会在摄入大量肉蛋奶类食物后显著升高,过量的支链氨基酸会提升肥胖和心血管疾病的风险。这意味着,BAT的存在可以让人体更好地抵御这两类疾病。


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一探究竟


既然BAT可能存在这么多好处,怎么十多年来都没有人召集大量志愿者做一场双盲对照试验探索一下呢?原因恰好是要证明它们的存在,往往只能依赖正电子发射断层扫描(PET-Scan),这是一种常用于癌症治疗的技术。PET扫描原理并不复杂,机器检测由放射性示踪剂发射的辐射,再定位信号位置重建图像。


但扫描对象需要提前注射放射性示踪剂,即被放射性物质标记的生物物质,例如葡萄糖。这种放射性示踪剂被注入体内后,就能检测使用葡萄糖作为能量的细胞。一组细胞需要的能量越多,放射性示踪剂在该位置积累的越多,这对定位葡萄糖消耗量巨大的癌细胞很方便。不过,让健康的志愿者用PET来定位BAT显然存在很大的健康风险和生物伦理问题,许多研究便只能基于小鼠来进行操作。


洛克菲勒大学的Tobias Beche也为此烦恼不已,但是有一天他突然灵光一现,因为在他的实验室所在街道对面就是纪念斯隆-凯特琳癌症中心,每年有许多癌症病人前往此地利用PET扫描评估癌症病情,并且那里的分析人员往往会把检测到的BAT给标记和记录下来,以此避免被误判成肿瘤。


Beche意识到,这里或许是一个真正有大量BAT样本数据的资源库。在与对方沟通合作过后,Beche拿到了病人的PET扫描数据,一共有超过5.2万名病人的13万张扫描图。根据记录,有BAT的PET扫描图占总数的5.9%,这些图来自5000多名病人,也就是大约10%的病人显示存在BAT。


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褐色代表含有BAT的PET扫描图占比


为了验证PET数据的准确性,Beche特意将部分扫描图和电子计算机断层扫描(CT)图进行了比对,CT图显示存在脂肪的区域的确都能和PET图像的棕色脂肪对应上。当然研究者估计,由于这些病患都不是在寒冷环境中进行PET扫描的,实际有BAT的人数可能要更多。


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绿色箭头代表的肿瘤,蓝色箭头代表的棕色脂肪组织


这里需要指出的是,研究分析的这一群体比较特殊,都是癌症病人,因此可能会进行放疗或者化疗。目前有关这些过程对BAT的影响仍有争议,有研究发现化疗和低水平BAT有关,但也有研究发现白血病药物阿糖胞苷对BAT有激活效应。因此,研究统统都选取了节点最早的PET成像图进行后续分析,尽量避免癌症治疗对结果造成的影响。



全方位呵护健康


分组之后比较的结果令研究团队都感到不可思议,在检测到BAT的人群中,患有II型糖尿病的只有4.6%,而这一数值在没有BAT的人群中是9.5%。同样,有BAT的人群,胆固醇水平不正常的比例也要比另一组低3.3%。除了这些,这次研究还发现了以前从未发现的联系,BAT的存在还与许多疾病风险下降有关,例如高血压、充血性心衰以及冠状动脉疾病。


BAT的优秀之处还不只让你远离疾病,甚至还能抵消其他不健康状态带来的负面影响。其实如果根据体重来区分这些病人的话,BAT在肥胖人群中的好处会更加惊人,在超重或者肥胖但是检测到了BAT人中,患II型糖尿病只有7.5%,而没有BAT的人则高达20.3%,这种差距比所有人平均来看高出许多。“肥胖人群通常会伴随心脏疾病和代谢问题风险增加,但是BAT出现之后,这些人的风险甚至降到和非肥胖人群一样了。”论文主要作者Paul Cohen表示,BAT几乎完全保护了肥胖人群免受白色脂肪组织的负面影响。


不过,光凭PET扫描图,研究还没法确认为什么BAT能带来这么多健康益处,许多可能性都只能靠猜。BAT有可能为了产热大量消耗葡萄糖,因此降低了血糖水平,这可以使个体患糖尿病的风险大大降低。而BAT对高血压的积极影响更有可能会牵涉到复杂的内分泌系统以及与其他器官的相互作用。现在能确定的是,BAT的确对全方位的健康都有好处,但为什么好还难以下定论。


当然,你可能更关心,既然BAT这么好,哪里可以买到呢?怎么才能获得更多BAT呢?目前,可以肯定的是寒冷环境会激活BAT,但BAT的含量似乎有些人生来就多,有些人生来就少。“大家喜欢问这个问题,但是我们还没有确切的答案。”Cohen表示,不过未来几年他们会主力探索BAT的生物学机制,看看什么基因会影响个体BAT的含量,什么条件能激活BAT,请大家再静待几年。


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图片来源:pixabay


不过友情提示,2013年的一项研究发现,当志愿者连续6周每天都在一间17.2℃的房间里待2小时。只需要6周,他们会消耗比常人更多的卡路里。#减肥有风险,遇冷需谨慎#


原始论文:

Brown adipose tissue is associated with cardiometabolic health

https://www.nature.com/articles/s41591-020-1126-7