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你和吃不胖只差一个凉水澡

GenePlan 知几未来研究院 2022-01-16

三月不减肥,四月徒伤悲。


又到了一年一度的甩肉大季,研究院的小伙伴们也有不少加入了减肥大军。对于大多数人来说,减肥不仅仅意味着饮食的克制,还有规律的锻炼。


但这个世界上还有那么一群人,死活都吃不胖就算了,连锻炼似乎效率也更高。可以说是非常让人羡慕和嫉妒了。


关于这一类人,从生活习惯到饮食习惯,从锻炼情况到特别嗜好,都已经有太多相关的解读;而近年来分子生物学的发展,给了我们一个看起来更有趣的解释:瘦子体内有更多的棕色脂肪,所以能更快的消耗肥肉。


那这是真的吗?棕色脂肪又是什么呢?有没有什么手段能让我们获得更多的棕色脂肪,拥有吃不胖体质呢?


这篇文章或许能给你答案。


1.

棕色脂肪和白色脂肪有什么不同?


在知几未来研究院过去多篇文章中,我们都曾提到过棕色脂肪。它另一个广为人知的称呼是「好脂肪」。


这是一种只存在于我们的上胸部、肩膀、后颈、腋下、心脏、肾脏等部位的脂肪。它的得名源自于棕色脂肪中含有大量的线粒体、毛细血管和小型液滴,所以相较于白色脂肪(我们所熟知的普通脂肪)而言,棕色脂肪呈现出来的是一种完全不同的棕红色。


白色脂肪中主要是一个大型的脂滴,棕色脂肪的「内涵」更加丰富


正是由于二者结构上的这种差别,造就了两者功能上的差异。


白色脂肪组织更多地是作为能量储存物质出现;而棕色脂肪由于丰富的线粒体和毛细血管的存在,能为我们的身体提供大量的热量。在南北暖气的话题中,有这样一句描述,「南方取暖,全部靠抖」,如果抖动还不够呢?这时候,就该棕色脂肪上场了。


在把自身周边的葡萄糖消耗掉后,棕色脂肪就会开始消耗白色脂肪,这也是为什么棕色脂肪会被称作是「好脂肪」的原因。总之,棕色脂肪的使命就是尽一切的方式来维持你的体温稳定。


用PET/CT扫描时,女性棕色脂防组织分布示意图


所以,在人类婴幼儿时期,棕色脂肪也会相应的更多;此外,一些需要冬眠的动物、还有啮齿动物(啮齿动物无法有效利用战栗产热)身上的棕色脂肪含量也会相应更高。



2.

瘦子体内的高效燃脂机


那这和我们今天要说的胖子、瘦子有什么关系呢?在解释这一话题之前,我们先来看一组瘦子和胖子的体内棕色脂肪的对比图。


通过轴向和冠状ROI方法量化检测的瘦子和胖子体内棕色脂肪组织体积对比示意图


总的来说,就是胖瘦人群体内的棕色脂肪含量不仅有所差异,肥胖人群的棕色脂肪更难以被激活。


这样的结论并不少见,解释的维度也有很多。早在2011年,研究人员就证实了,瘦子之所以是瘦子,是因为体内的棕色脂肪能更好的分解白色脂肪。


当人体暴露于寒冷或者是在某些激素药物(如肾上腺素)的刺激下,干扰素调节因子4(IRF4)能够辅助PGC-1α启动棕色脂肪增加产热,如果减少IRF4就会提高脂质合成;肥胖小鼠体内也正是因为缺乏IRF4,所以脂肪更难分解。这一结果发表在当年3月的《Cell》。


用高脂饮食喂养后的IRF4缺乏的小鼠(KO)后,脂肪垫形态发生了变化


所以也就不难理解,为什么过去的不少研究中都提到将提高棕色脂肪含量作为一种潜在的肥胖治疗途径了。举几个例子。


  • 2013年5月,中国科学院动物所的研究人员就曾证实,通过直接移植棕色脂肪,就能够明显的抑制高脂饮食诱导的体重增加、改善胰岛素抵抗,同时提高机体的能量代谢,将肥胖导致的脂肪肝恢复到正常水平。这一结果发表在当月的《Cell Research》上。


  • 2016年9月,《Nature》上一篇论文则告诉了我们棕色脂肪不为人知的另一面。棕色脂肪组织除了能燃烧脂肪产热以外,还能通过成纤维细胞生长因子-21,IL-6和神经调节蛋白-4等内分泌激素来激活机体的脂质和糖代谢。


棕色脂肪还具有调节内分泌的功能,能调节糖类和脂类的代谢


看到这里,想必大家对于棕色脂肪的功能已经有了大体的印象。


那么,如何估测体内的棕色脂肪含量,又该如何提高体内的棕色脂肪含量或者是激活更多的棕色脂肪呢?



3.

我的体内有多少棕色脂肪?


尽管成人体内的棕色脂肪相较于婴幼儿时期有了减少,但我们依旧可以对当前自身的棕色脂肪含量进行评估和改善。


2017年,来自德国慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员通过PET的手段对1644名病人总共超过3000份PET数据进行了分析,不仅能够对人体代谢的整体情况有所显示,还能通过扫描观测到棕色脂肪的实时活性,以及在后续服药或者是接受治疗后,继续观测到棕色脂肪的活性变化。


当然,这项研究中同时还首次发现了一些和棕色脂肪有关的特点:

  • 约五分之一的人体内棕色脂肪天然地更易激活,活化频率更高;

  • 女性活化棕色脂肪的频率更高;

  • 年轻人和偏瘦的人体内棕色脂肪比例更高



4.

如何让我的棕色脂肪更活跃?


1)激活ERRγ基因转化白色脂肪

根据2018年3月13日的《Cell Reports》,雌激素相关受体γ(ERRγ)在棕色脂肪细胞中有着极高水平的活性,而在白色脂肪中这一基因根本不会表达。


当研究人员将缺乏ERRγ基因的小鼠暴露于寒冷的环境中时,虽然超过80%的正常小鼠都能够处理温度下降,但所有缺乏ERRγ的小鼠都不耐受寒冷。由此证明了ERRγ是帮助褐色脂肪保持其身份和对寒冷作出反应的能力的关键。


棕色脂肪中的ERRγ在应对寒冷环境时有用


所以,如果能激活ERRγ基因,就能利用它进入细胞核并直接控制其他基因表达的蛋白质,从而有可能将白色脂肪转化为棕色脂肪,并用于糖尿病和肥胖的治疗中。



2)寒冷环境中锻炼:凉水澡、冬泳

寒冷或者是锻炼的确可以让棕色脂肪快速活化,这主要是因为在这两个过程中,会促进两种肌细胞因子myokine和irisin的分泌,它们能够通过提高棕色脂肪组织中的FGF21的含量,从而使得白色脂肪组织转化为棕色脂肪组织。这一发现发表于2014年《Nature》上。


这其实也从侧面告诉我们,在寒冷环境下运动,比如说洗个冷水澡、参加冬泳正是一种能有效增加和活化棕色脂肪组织的手段。


肌肉特异性PGC1α转基因小鼠的皮下储存着很多棕色脂肪细胞


不止如此,研究人员还发现只要提高小鼠血液中Irisin的含量水平,即使不运动或不进食,小鼠的能量消耗也会大幅度提高,并且血糖也会趋于稳定。


对于胖友们来说,这的确是一个让人兴奋的消息了;想一想,如果只需要来一针Irisin,就能「躺瘦」,还真是有点小兴奋呢。



3)利用细胞核因子I-A增强棕色脂肪表达

这一研究结果来自于2017年的《Nature Cell Biology》,日本东京大学的研究人员通过对小鼠的棕色和白色脂肪进行全基因组开放染色质分析结合转录结合位点分析,发现细胞核因子I-A(NFIA)是参与棕色脂肪发育的一个转录调控因子。


NFIA能够和棕色脂肪特异性增强子区域结合,并且能促进PPARγ与DNA的结合,增强转录活性。换句话说,就是棕色脂肪的表达增强了。


当然,这只是第一步。如果在成肌细胞中引入NFIA,也能够继续促进棕色脂肪细胞分化;总的来说,NFIA的表达与棕色脂肪特异性基因是存在着正相关性的。


所以,在了解了棕色脂肪转录及表达的关键后,这也可以作为一种潜在的肥胖治疗手段。



通过这些手段,最终的激活可以达到什么样的效果呢?


刊登于2017年美国科学院院刊《PANS》上一张CT图可以说是很直观了,这里我们直接引用过来给大家看看。


一般来说,锁骨上区具有激活BAT与总脂肪组织的最高比率。图示中红色区域表示现役的棕色脂肪组织,蓝色区域则是棕色脂肪蓄积在内脏脂肪组织中的潜在棕色脂肪组织


关于棕色脂肪和吃不胖的瘦子奥秘,今天就先聊到这里吧。

胖友们,要不要相约去冲个凉水澡瘦一下?

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参考资料

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