棕色脂肪真的有潜力帮助我们减肥

作者: 梅琳达·莫耶

来源: 环球科学

发布日期: 2015-06-04

本文探讨了棕色脂肪在减肥和健康中的潜力,介绍了科学家如何研究棕色脂肪,以及如何通过低温环境和化学物质激活棕色脂肪,从而减少白色脂肪的存量,达到减肥效果。文章还提到了棕色脂肪在缓解代谢综合征和降低2型糖尿病风险中的作用。

对多数人来说,“脂肪”,尤其是皮肤下鼓出的赘肉,是个很难听的词儿。脂肪太多的大腿,走路的时候,上面的“肥肉”会一颤一颤的,就算我们煞费苦心地想要把它们赶走,它们依然阴魂不散。而且,脂肪太多,还会增加心脏病和2型糖尿病的风险。由于脂肪含量过多可能弊大于利,数十年来,科学家一直在寻找方法,降低我们体内的脂肪量。

但生物学不可能如此简单。19世纪后期,几个研究小组纷纷发现了一个事实:体脂并非绝对有害。

科学家很早就知道,人体至少能产生两种脂肪组织:白色脂肪和棕色脂肪。每个白色脂肪细胞都以惰性较强的大油滴的形式储存能量。相反,棕色脂肪细胞含有许多较小颗粒的油滴和栗色的分子机器——线粒体。这些线粒体会使油滴分子分解转化,产生热量。婴儿时期,由于还没有通过打颤来维持体温的能力,他们就需要依赖颈部和肩部周围的棕色脂肪分解产热来保暖。

科学家之前认为,所有棕色脂肪都会在儿童期消失,但新近的发现却表明,成人也有棕色脂肪。

忽然之间,人们开始狂热地大肆宣扬一些概念,比如利用棕色脂肪战胜肥胖的前景。这个想法简单而诱人:科学家如果能够找到刺激身体产生多余棕色脂肪的方法,或者找到某种途径,让现存的棕色脂肪加速运转,使体内更多的能量转化为热量,那么在此过程中就可以减少白色脂肪的存量,从而便找到克服肥胖的有效办法了。

但事实证明,研究棕色脂肪是很难的,一个原因是在成年人体内很难找它们。此外,一些专家怀疑,对于肥胖者而言,即使他们体内存在足够多的棕色脂肪,也不会有多大用处。最后,让棕色脂肪消耗掉的最简单的方法,是把人置于低温环境中,但这又在某种程度上减弱了把棕色脂肪作为减肥工具的吸引力。科学家对棕色脂肪研究得越多,事情就越复杂,问题也越多。

不过最近,科学家对棕色脂肪的研究达到了一个转折点。科学家已经发现了新的方法来定位皮层下面的棕色脂肪。最近的证据显示,即使在肥胖者中,棕色脂肪仍然可以减少多余的脂肪。科学家还发现了一些化合物,这些化合物可以在非低温的条件下激活棕色脂肪。不管这听起来多么匪夷所思,但棕色脂肪的确可能会成为我们打败肥胖症的最强盟友。

18℃,激活棕色脂肪。

2009年,3个不同的研究组分别在《新英格兰医学杂志》上发表文章称,他们在健康的成年人体内发现了活跃的棕色脂肪。接下来的5年中,科学家一直在想办法寻找更简单的方法来研究棕色脂肪,更细致、深入地了解这类脂肪。要找到棕色脂肪存在于皮下的哪些地方,最常用的方法是联合使用正电子发射断层扫描与计算机断层扫描技术,扫描整个人体。

澳大利亚加文医学研究所的研究员保罗·李说,通过这种扫描,能得到身体内部的高精度图像,但费用高昂,又属于侵入式操作。扫描时,医生先要为患者注射一种溶液,这种溶液里面含有一种具有一定放射性的糖分子。这样,棕色脂肪内的线粒体一旦开始工作,就会消耗这种可以发出伽马射线的放射性糖分子。

由于PET可以探测到伽马射线, CT扫描可以显示不同组织的外廓,因此把两种技术结合在一起,就能分辨出哪些棕色脂肪处于工作状态,哪些处于休眠状态。

保罗·李说,一些新技术的出现,有望让科学家在研究棕色脂肪时更容易,也更准确。例如,一些科学家利用磁共振成像技术来测量棕色脂肪。这种方法可在对人体无害的前提下,利用大型磁体,使人体内的水分子排列成特定形式,以便生成不同组织的精细图像。

由于不需要注射液体,MRI要比PET-CT技术对人体的影响小很多。另一种相对便宜且无创的方法是,利用热成像原理测量棕色脂肪,即通过检测皮肤的温度,找到皮肤下棕色脂肪的聚集区域。

以前,对于棕色脂肪有助于减肥的观点,很多人不大支持,而随着研究方法的改进,科学家的态度也有所改变。2012年的一项研究中,科学家让6位男子在不能活动的情况下,连续3小时穿着冰凉的外套——外套里循环流动着18℃的水,这个温度足以降低他们的体温,又不至于让他们不断打颤。通过这个方法,科学家可以肯定,在这3个小时中,任何额外的能量消耗都来源于棕色脂肪的消耗,而非打颤的肌肉。

这6位男子在3个小时内,比他们在正常室温的条件下,多消耗了250千卡的热量。听起来虽然不多,但如果连续两周,每天都多消耗250千卡的话,那么节食者大概就能多减掉1千克的赘肉了。瑞典温纳—格伦实验生物学研究所的生理学家芭芭拉·坎农虽然没参与实验,但也说到:“即使新陈代谢并没有增加多少,但日积月累下来,体重也会下降,从而达到减肥效果”。

近期的实验还揭示,棕色脂肪的好处远远不止于卡路里的消耗,它还可以缓解代谢综合征的症状。代谢综合征是一种会提高心脏病、中风和糖尿病风险的症候群。2011年,一项小鼠实验发现,棕色脂肪可以同血液中的甘油三酯共同“燃烧”,这种甘油三酯是一种会增加代谢综合征几率的脂类分子。此外,棕色脂肪细胞还能从血液中吸收糖类分子,有助于降低2型糖尿病的风险。

留住棕色脂肪。基于这些发现,越来越多的科学家和生物技术公司开始探寻各种方法,试图让人体内的棕色脂肪细胞增殖,或提高它们的活性。此外,他们还在探索新方法——把白色脂肪细胞转变为行为模式与棕色细胞极其类似的组织——他们称这种组织为“浅棕色”或“白中带棕”的脂肪。

低温条件似乎是个不错的着手点,除了能加速棕色脂肪的运转外,科学家猜测低温是否会刺激浅棕色脂肪的产生。

2013年,日本科学家找到12名活性棕色脂肪的含量低于平均水平的年轻男子,让他们连续6周每天都在一间17.2℃的房间里待2小时。起初,这些年轻男子在寒冷房间内消耗的平均热量,比在常温室内多了108千卡。不过6周后,多燃烧的热量达到了289千卡,PET-CT扫描表明,他们的浅棕色脂肪的活性增强了。而在对照组中,该组男子的年龄、健康状况与实验组类似,但没有反复暴露于寒冷的环境中。

结果显示,对照组的新陈代谢没有发生改变。由此,科学家认为,这6周时间里,低温环境提高了UCP1基因的活跃度,而这个基因似乎恰好能诱导白色脂肪转化为浅棕色脂肪。

如果不喜欢较冷的环境呢?科学家还发现了几种化学物质,它们不需要借助于寒冷环境,就能刺激这种白色脂肪“棕化”。

2012年,两项研究显示,锻炼之后,人体肌细胞会分泌一种名为鸢尾素的激素,这种激素可以“诱骗”白色脂肪细胞发挥棕色脂肪细胞一样的作用。其中一项研究里,科学家为小鼠转入了一种基因,对于肥胖并且血糖水平极高的小鼠,这种基因可以让血液中的鸢尾素含量提高至原来的3倍。结果,小鼠体重减轻了,而且仅在10天内,小鼠又恢复了控制血糖水平的能力。

锻炼也可以增加棕色脂肪中UCP1基因的活跃度。其他可以让白色脂肪“棕化”的刺激物都是“天然产物”,包括大脑中产生的神经营养因子和SIRT1,前者是一种通常促进神经细胞生长的分子,后者是一种蛋白质,其用途目前尚不明确,但也许有助于人体抗压。

尽管将已有的白色脂肪转化为浅棕色脂肪似乎颇有前景,但包括坎农在内的一些科学家仍认为,增加棕色脂肪本身的含量或许效果更好。2013年,坎农和同事报道称,棕色脂肪可以释放的能量,是浅棕色脂肪的6倍。坎农设想的理想情况是,科学家找到了一种方法,能使成年人体内棕色脂肪的含量和活性都和婴儿期一样,她说:“我们的目标应该是永久保留棕色脂肪,而非再造它们。”

很多科学家相信,他们最终可以找到一种基于棕色脂肪的特定疗法,不过,多数人也承认,至少还需要10年时间才有可能找到这种疗法。然而,对于那些行动力强的人,他们现在就可以把自己所了解到的、关于棕色脂肪的知识,应用到自己的生活当中去。保罗·李说:“无疑,不健康的饮食和久坐的生活方式是肥胖病流行的两个主要因素,但恒温的生活环境也可能是一个微妙的因素。”

换句话说,中央供暖的缺陷之一是,可能减弱或者抑制棕色脂肪的活性。尽管在冬天将室内温度调低一些,可以省下一笔暖气费,有助于减肥修身,还能抵挡一些慢性疾病,但是,人们仍然倾向于生活在温暖的环境里。

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