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想瘦就瘦?原来这样才能打开“燃脂”开关!

 板桥胡同37号 2020-08-14

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人们找了60年“燃脂”开关,这两天才刚刚发现……

本文

提要

  • 棕色脂肪,小肚子的克星!

  • 我要燃脂,可开关咋不灵?

  • 未来可期,躺瘦就在眼前!

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 棕色脂肪,小肚子的克星!

想要摆脱小肚子,少吃多动,让能量“收不抵支”是根本。然而,不论是坚持运动,还是忍住不吃,都需要相当的毅力。难道就没有什么不动就能瘦的方法?

图 1.1 左为白色脂肪,右为棕色脂肪

你别说还真的有!在人们的体内有两种不同的脂肪,一种被称为白色脂肪(WAT)。另一种则被称为棕色脂肪(BAT),而后者名为脂肪,却是脂肪的“克星”!白色脂肪名副其实,看上去就是白花花的,和传统意义上的肥肉没啥区别。人体内的大部分脂肪都是白色脂肪,也就是造成我们肥胖的“元凶”。而BAT则呈棕色,占脂肪的比例不大,但却具有人们梦寐以求的优良特质。棕色脂肪在寒冷的刺激下会直接消耗能量产热,以保证人体体温恒定。这一在远古时代的“保命”技能,到了现代一样在发光发热——既然能直接消耗能量,那想瘦的时候打开开关不就好了?

图 1.2 棕色脂肪能帮我们实现又吃又喝又不胖?

其实早在1960年代人们就已经注意到了棕色脂肪的产热能力,并将注意力集中在了棕色脂肪的线粒体上;而到了1972年人们发现在线粒体内膜上存在一种蛋白能够阻碍“能量货币”三磷酸腺苷(ATP)的正常产生,让正常呼吸链的电子传递与氧化磷酸化的过程分开,使氧化磷酸化过程进入空转状态,而这种蛋白也被形象地称为解偶联蛋白(UCP)[1,2]——你用力使劲儿能搬砖,但棕色脂肪想“用力”,但力气却都使不出来,全都变成了热量。

图 1.3 人和老鼠身上都有棕色脂肪

你要是想搬砖,那这可真的不是一件好事儿,但你要是想减肥,一动不动就耗能那可别提多开心啦!随着肥胖问题的大流行,人们越来越希望棕色脂肪能够帮忙减肥,之前的理论一向认为通过激活β3-肾上腺素能受体(AR)就能叫醒棕色脂肪,在啮齿动物里的实验中也的确证明了这一点[3,4]。然而,这个方法真的要用到人身上却没有什么作用,难道人和老鼠的棕色脂肪还有什么不一样?

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  我要燃脂,可开关咋不灵?

还真的不一样!最近来自加拿大魁北克省舍布鲁克大学中心医院研究中心(CRCHUS)和丹麦哥本哈根大学诺和诺德基础代谢研究中心(CBMR)的研究人员联合多个研究机构探索了人类体内棕色脂肪的激活机制[5],发现人们一直以来笃信的棕色脂肪“开关”β3-AR在人身上真的没用!想让人身上的棕色脂肪“干活”,还是要设法激活β2-AR,只有它才能激活人身上的棕色脂肪,让人们享受“躺瘦”的快乐!

图 2.1 研究发表于Cell Metabolism

这项研究发现,在人体的棕色脂肪细胞中其实β2-AR才是负责刺激生热的“开关”。这一发现为之前实验的失败提供了解释。毕竟连要开的锁都搞错了,怎么会进到正确的房间呢?研究进一步发现,在啮齿动物身上能打开棕色脂肪的β2-AR,在人体中其实负责的是白色脂肪,叫醒了白色脂肪只能让它们释放脂肪,却无法燃烧脂肪——这完全推翻了之前的传统的看法!

图 2.2 肥肉长在人和老鼠身上还会不一样?

其实在一开始,研究人员其实还是相信前人的说法,勤勤恳恳地使用激活β3-AR的米拉贝隆(Mirabegron)来尝试激活人体内的棕色脂肪。然而,实验的结果显示即使是最大剂量(200mg)的米拉贝隆也仅仅能稍稍激活一点点棕色脂肪,远比不上让人们受冻。如果这一药物的效果只有那么一点儿,那么想要靠棕色脂肪减肥还是冬天脱光衣服出门更靠谱一些。

图 2.3 吃药减肥还不如冬天裸奔

更令人气馁的是米拉贝隆促进分解的这些脂肪很多还是一动不动,不一会儿就重新酯化,并没有被“燃烧”。进一步的研究发现,86%的能量消耗与棕色脂肪无关——β3-AR到底有没有用?这种结论真的是要让研究人员做实验做到怀疑人生……难道前人的结论有问题?研究人员半信半疑地从志愿者的脖子里挖了一点棕色脂肪出来测做了个RNA测序。这坨肥肉可真是帮了大忙!和小鼠棕色脂肪的数据一对比发现,β3-AR在人体的棕色脂肪里几乎不存在,而β2-AR才是人体棕色脂肪组织里的主力,其次则是β1AR。

图 2.4 人体棕色脂肪组织内几乎都是β2AR

想要激活自己身上的棕色脂肪难道要靠β2-AR?研究人员为了回答这一问题又是一通操作猛如虎,β2-AR激动剂福莫特罗(Formoterol)、β2-AR拮抗剂ICI-118551、β3-AR的米拉贝隆齐上阵,来来回回做了好几个实验。结果发现,想要让棕色脂肪产热,激活β2-AR的效果真的比激活β3-AR要好,而且这一过程还会被β2-AR拮抗剂所抑制。种种迹象说明,β2-AR可能才是人体内激活棕色脂肪的关键所在!

进一步的验证实验结果显示,在下调了β2-AR表达之后,去甲肾上腺素和β2-AR激动剂福莫特罗介导的棕色脂肪细胞产热显著下降;分别敲除三种β-AR之后,仅有β2-AR被敲除后去甲肾上腺素介导的棕色脂肪细胞产热显著下降。这一系列的实验进一步坐实了前面的结论。

图 2.5 一通你看不懂的操作证明了人和老鼠真的不一样!

实验过程也许你看不懂,但结论你一定知道——人和老鼠不一样!虽然这个结论看上去谁都知道,但却会深深影响未来棕色脂肪减肥相关研究的方向。将来的某一天,我们也许真的能吃上激活棕色脂肪产热的减肥药,那时我们再回望这篇文章,今天你的不屑一顾可能是见证了历史呢!

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未来可期,躺瘦就在眼前!

图 3.1 棕色脂肪可以影响全身

其实,这项研究除了能帮助人们减肥之外,还有可能进一步应用到更多代谢性性疾病的治疗之中,比如棕色脂肪就还与胰岛素抵抗、2型糖尿病、高脂血症有关,甚至还可能会影响食欲调节。棕色脂肪的也不仅仅有产热这样一种功能,最近的研究表明棕色脂肪还可能是一种内分泌组织,能够通过旁分泌或自分泌棕色脂肪因子(brown adipokines or batokines)的方式调节自身以及全身的代谢[3,4]

图 3.2 研究的两名通讯作者Andre C. Carpentier和Camilla Scheele

研究的通讯作者、来自舍布鲁克大学的Andre C. Carpentier和根本哈根大学的Camilla Scheele表示[6],第二阶段的研究将会从今年的秋天开始。接下来他们将会尝试使用β2-AR激动剂来激活棕色脂肪以验证目前的发现,分析特异性激活棕色脂肪的靶向药物,确定这一药物是否可以帮助人们燃烧脂肪和热量。确认有效之后,远期的研究将首先评估这一方法对于改善2型糖尿病和肥胖患者的代谢状态是否有用。

Reference
[1] Nicholls DG. A history of UCP1. Biochem Soc Trans. 2001;29(Pt 6):751-755. doi:10.1042/bst0290751.
[2] Ricquier D. UCP1, the mitochondrial uncoupling protein of brown adipocyte: A personal contribution and a historical perspective. Biochimie. 2017;134:3-8. doi:10.1016/j.biochi.2016.10.018.
[3] Bartelt A, Heeren J. Adipose tissue browning and metabolic health. Nat Rev Endocrinol. 2014;10(1):24-36. doi:10.1038/nrendo.2013.204.
[4] Villarroya F, Cereijo R, Villarroya J, Giralt M. Brown adipose tissue as a secretory organ. Nat Rev Endocrinol. 2017;13(1):26-35. doi:10.1038/nrendo.2016.136.
[5] Blondin DP, Nielsen S, Kuipers EN, et al. Human Brown Adipocyte Thermogenesis Is Driven by β2-AR Stimulation. Cell Metab. 2020;32(2):287-300.e7. doi:10.1016/j.cmet.2020.07.005.
[6] Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, University of Copenhagen. Scientists find the switch that makes human brown fat burn energy – and possibly control our weight. Avaliable via https://cbmr./news/2020/scientists-find-the-switch-that-makes-human-brown-fat-burn-energy--and-possibly-control-our-weight/ on 2020-08-10.

本文首发丨医学界内分泌频道

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责任编辑丨Amelia

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