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还真有让人变瘦的脂肪?!

科普小知识2022-08-06 20:49:51
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在人体所有的脂肪成分中,有另一种叫做褐色脂肪组织,它主要利用糖和其他分子为身体提供能量。

还真有让人变瘦的脂肪?!

棕色脂肪组织在左侧没有激活,而在右侧肩胛骨区域激活。(资料来源:罗格斯大学)

棕色脂肪组织(BAT)含有大量的线粒体,可以有效地“燃烧”糖和脂类,并以热能的形式产生它们。因此,它被认为是解决肥胖和糖尿病的最佳成分。今天发表在《自然》杂志上的研究再次证实了英美烟草强大的抗肥胖功能,这也可以解决肥胖罪魁祸首——肉类、鸡蛋和牛奶代谢中的支链氨基酸。

写作,杨新洲

帮助减肥的脂肪

随着生活水平的提高,世界上的肥胖人口正在迅速增加。许多人毫无节制地消耗能量,但同时他们希望他们不断增长的胃能立即消失。然而,脂肪作为一种功能性代谢产物,只被人类用来储存能量和抵御寒冷。无论你吃糖、蛋白质还是油脂,只要体内有多余的能量,它们就会通过生化循环转化为脂肪储存起来。在古代,对于食物来源不足、生活环境恶劣的人类来说,脂肪是一种完美的身体成分。

平时肉眼可见,皮下脂肪主要聚集在腹部,属于白色脂肪组织。白色脂肪组织将包含一些大的脂肪滴。它的功能也是收集和储存身体各个部位多余的脂肪。研究证明,腰部和腹部积累的脂肪确实会增加患心脏病和糖尿病的风险。然而,同样属于白色脂肪组织的内脏脂肪构成了更大的威胁。过多的脂肪附着在内脏器官上会给器官的正常运作带来额外的负担。

然而,人体内还有另一种叫做棕色脂肪组织的脂肪成分。它的功能正好相反。它主要通过消耗糖和其他分子为身体提供能量。因为蝙蝠体内有许多含铁的线粒体,所以呈棕色,这也是蝙蝠和白色脂肪组织最明显的区别。

还真有让人变瘦的脂肪?!

身体中的几种脂肪组织,棕色脂肪组织(左),白色脂肪组织(中),米色脂肪组织(右)

长期以来,科学家认为棕色脂肪只存在于一些小型哺乳动物和新生儿中。上世纪初,一些解剖学家在成人的肩部和颈部附近发现了一些“腺体”,其形态特征与动物棕色脂肪组织的相同。然而,科学家们一直在努力寻找直接证明成年人中存在蝙蝠的方法。直到2002年,放射性示踪剂才诞生。人们最终可以跟踪最佳可得技术存储的具体位置,并探索最佳可得技术的功能。

还真有让人变瘦的脂肪?!

人体内棕色脂肪组织随着年龄的增长而减少。

随着对最佳可得技术的深入研究,科学家们将最佳可得技术定义为一种重要的产热器官。它的工作方式不是产生类似寒战的物理热量,而是通过燃烧多余的能量产生生化热量。这是人类在进化过程中用来抵御寒冷的机制。例如,婴儿出生时的颤抖行为还不成熟,必须依靠最佳可得技术将体温维持在低温。然而,随着年龄的增长,人体内的最佳可得技术含量也会减少,这在一定程度上也可以解释为什么人进入中年后会变得“肥胖”。

消耗能量并产生热量的棕色脂肪。

现在科学家发现棕色脂肪主要通过线粒体内膜上的1(解偶联蛋白1)起作用。UPC1允许脂类和碳水化合物进行氧化分解,而不是进行三磷酸腺苷合成,而是简单地向周围环境辐射热量,所以UPC1也被称为产热的。这是一种存在于所有温血动物细胞中的温度维持机制。特别是,UCP1在棕色脂肪组织中高度表达,因此BAT产热能力远高于正常水平。

在2009年发表在《新英格兰医学杂志》上的一项研究中,科学家通过含有放射性元素的糖分子证实,棕色脂肪组织是糖和脂肪酸的代谢中心区域。同时,他们还发现棕色脂肪组织将在18~19℃的环境温度下开始发挥作用。

在2012年的一项研究中,科学家要求六名男性志愿者穿上一件冷外套3个小时不能动——外套在18℃的水中循环,这足以降低他们的体温而不会导致他们颤抖。与正常的室温相比,这六个人在3小时内多消耗了250千卡热量。如果他们每天多消耗250千卡热量,他们可以在两周内多减掉1公斤。

目前,英美烟草分解糖和脂类分子的机理已经研究得很清楚,但除了这两种分子外,饮食中蛋白质分解产生的氨基酸也是主要的代谢产物。大量摄入肉类、鸡蛋和牛奶将显著增加体内支链氨基酸的水平,甚至许多支链氨基酸将被添加到一些运动补充剂中以确保肌肉生长。在必需氨基酸中,亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸属于碱性磷酸酶。

现有的研究发现,过量的支链氨基酸与许多代谢综合征直接相关,血液中支链氨基酸含量高会显著增加肥胖和心血管疾病的风险。今年6月发表在《糖尿病》杂志上的研究指出,控制BCAA的代谢过程是解决肥胖和糖尿病的重要措施。

棕色脂肪组织是否也能在去除脂肪细胞中发挥重要作用?

支链氨基酸的分解

今天发表在《自然》杂志上的研究给出了肯定的答案。在这项研究中,来自旧金山加利福尼亚大学的辛戈·卡岛村选择了具有不同最佳可得技术活动的志愿者,并测试了他们体内代谢分子在不同温度条件下的变化。结果Kajimura意外地发现,在低温下,高BAT活性者的血糖浓度没有变化,但血清中缬氨酸含量显著降低。在进一步的分析中,他发现不仅缬氨酸,而且亮氨酸和支链氨基酸与棕色脂肪组织呈负相关。

为了不让这些碱性磷酸酶被身体吸收,他测试了碱性磷酸酶吸收率高的骨骼肌,但也发现肌肉比例随温度没有明显变化。那么这些原子加速器在哪里?他们用类似的方法追踪碳水化合物分子,并通过放射性示踪剂追踪亮氨酸的方向。结果,从血清中消失的大量亮氨酸最终在褐色脂肪组织中被发现。

此外,在这些棕色脂肪组织中,用于催化支链氨基酸转氨酶的表达水平非常高,最终这些氨基酸进入线粒体分解,释放热量。Kajimura的团队还发现了这些氨基酸如何进入线粒体。SLC25A的蛋白质家族承担了这一重要任务,SLC25A44是人类主要的运输看门人。在老鼠体内灭活了这个家族的蛋白质后,棕色脂肪组织不再加工这些支链氨基酸,所以蝙蝠也会变得比正常老鼠大。

还真有让人变瘦的脂肪?!

SLC25A灭活小鼠的棕色脂肪组织较大(右)

这篇文章的合著者,罗格斯大学的拉·布罗斯·西德斯教授说:“这项研究首次发现棕色脂肪组织更有趣的作用,许多支链氨基酸补充剂不适合那些年龄较大或已经显示出肥胖迹象的人。”

确保最佳可得技术的高活性并不困难。

既然棕色脂肪组织有这么多功能,如何增加棕色脂肪的含量?大多数研究已经证实低温会激活蝙蝠的活动。也就是说,大约19℃的环境,会让人感到凉爽而不冷地发抖,棕色脂肪组织会帮助你燃烧体内的各种代谢分子来产生热量。在2013年的一项研究中,受试者在17.2℃的房间里连续6周每天呆2小时。只需要六个星期,他们就会比一般人消耗更多的卡路里。

如果你不想变得太冷,你也可以选择参加那些会使身体“过热”的锻炼活动。运动后,身体会产生一种叫做虹膜素的激素,它可以诱导白色脂肪组织发挥与棕色脂肪组织相同的作用。这些脂肪不仅有助于减肥,还能控制血糖水平。

此外,研究指出睡眠不足会扰乱体内的激素水平,抑制褐色脂肪组织的活动,因此每天保持8小时的充足睡眠也有助于英美烟草发挥其作用。总之,我们只需要做一点努力,即使身体脂肪也会帮助你减肥,所以为什么不迅速行动呢?

原始纸张:

棕色脂肪中的BCAA分解代谢通过SLC25A44控制能量稳态

https://www.nature.com/articles/s41586-019-150x

原来的标题:让人变瘦的脂肪真的存在!