淺談好脂肪- 棕色脂肪

淺談好脂肪- 棕色脂肪

美國的天氣慢慢冷了起來，北方晚上在10°C (50°F)以下已經十分常見，中部有些地方甚至下起了雪。這對於有近80%的人超重和近40%的人肥胖的美國來說，或許是成人減少體內脂肪的天然好時機。

人們早就知道，需要冬眠的恆溫動物，入冬前體內的棕色脂肪會大大增加，這種脂肪可以幫助它們產熱來維持冬天的體溫。到了1970s, 科學家發現棕色脂肪也存在於人類的嬰兒。

當時認為人類除了大量儲存能量的白色脂肪，嬰兒期還有相當於5%的體重的棕色脂肪。它們會活化燃燒白色脂肪，維持嬰兒的核心溫度。但是，隨著年齡的增長，人體內的棕色脂肪會消耗的乾乾淨淨。

然而，2009年刊登在新英格蘭醫學期刊（N Engl J Med）的研究澄清了這一事實，這主要得益於醫學影像技術的進展：新的PET-CT能夠詳細觀察和評估棕色脂肪分佈的情況。研究人員發現,成人也有棕色脂肪,大約為63克，這是好脂肪，若能充分活化的話，一年可以燒掉大約4.1公斤的白色脂肪。

現在一般認為成人體內約有50～80公克棕色脂肪。但是年紀越大，棕色脂肪越少。身體越胖，棕色脂肪也會減少。棕色脂肪分為兩類，正宗的棕色脂肪（Brown Adipose）和淡一些的棕色脂肪：米色脂肪（beige Adipose）前者要比後者功效大些。

棕色脂肪的主要特性是具有豐富的線粒體，這些線粒體中有一種叫做（uncoupling protein）解耦蛋白的東西，正常線粒體電子傳遞鏈的結果是產生ATP，而解耦蛋白可以使線粒體不產生ATP而只產熱耗掉。所以，激活它可以燃燒體內的白色脂肪，氧化成二氧化碳和水，產能生熱，從而達到消耗白色脂肪的目的。

在同一期刊的另一篇文章，科學家們選取了10名正常體重的和14名超重的男性，分別在16℃和22℃的條件下測定他們的基礎代謝率，和觀察他們的棕色脂肪分佈的情況，他們發現在16°C(61°F)  的環境中，比在22°C (72 °F)的環境下，棕色脂肪增多了,人體的熱量消耗也明顯增多了。

隨著研究棕色脂肪的工具不斷改進，實驗者們對增加棕色脂肪可以幫助人們減肥有了進一步的了解。在一項研究中，6名男子穿著一套64.4°F冷水套裝，保持3小時的不動，這樣足以降低體溫，卻不會引起寒冷帶來的過多顫抖。研究人員假定在這三個小時內燃燒的額外熱量大部分是由棕色脂肪細胞來引導消耗的。與在典型的室溫下不運動時消耗的熱量相比，志願者平均多消耗了250卡路里。

另一項研究觀察了12名棕色脂肪含量低於平均水平的年輕男性，讓他們在63°F的房間里每天坐兩個小時，持續六周。開始時，參與者在63°F中比正常室溫中多消耗108卡路里的熱量。然而，六周后，他們的身體在63°F中多燃燒了289卡路里，PET-CT掃描顯示他們的米色脂肪活動明顯活化。研究人員認為，在六周的低溫中，一種叫做UCP1的基因的活性增加了，這種基因可以引導白色脂肪轉化為米色脂肪.

但是，這些研究都是通過每天處於61°F-65°F  2到3個小時來研究消耗熱量的短期試驗。還沒有長期試驗來研究低溫對人體健康或壽命的影響。再說，人類經過數千年的奮鬥才在冬天有了溫暖的房子，要他們每天回到寒冷過上2-3個小時也不怎麼人道。但是我們亞裔，尤其是淮河以南來的華裔，好些人在冬天也把空調固定在68°F或更低, 而不是像普通美國人那樣固定在73°F 左右. 現在看來這不但節能環保，而且還可能有健身的好處,。  

其實，除了低溫，還有其它方法來增加棕色脂肪。例如身體活動會觸發一種叫做虹膜蛋白酶的釋放，這種酶能促使白脂肪細胞轉化為棕色的。運動可以促進白色脂肪發生棕變，騎自行車12周后，棕變增加明顯。堅持每天30-40分鐘的中強度運動（例如慢跑速率保持在最大心率的65-70%）也可以增加棕色脂肪，減少白色脂肪，使肌肉和脂肪的比例發生明顯變化。

在動物實驗上，有研究發現，攝入剛好能滿足飢餓感的熱量時，可通過腦中的飢餓調節神經元的活動，把某些白色脂肪變為棕色脂肪。但是攝入太少的熱量反而會阻止白色脂肪變為棕色脂肪。當然，吃得太多不僅增加白色脂肪，還會幹擾棕色脂肪燃燒卡路里的能力。也有研究發現，把存在於蘋果皮中的熊果酸餵給老鼠，它們體內的棕色脂肪會增加。還有研究發現，暴露於咖啡因的幹細胞來源的脂肪細胞顯示UCP1蛋白丰度增加和細胞代謝增加，這些功能性反應與線粒體和脂滴的棕色變化有關。

近年的實驗還顯示，棕色脂肪的好處遠不止於燃燒卡路里。棕色脂肪可以通過從血液中提取甘油三酯來補充自身的需要，而甘油三酯正是已知的增加代謝綜合徵發生幾率的脂肪分子，棕色脂肪細胞還能從血液中提取糖分子。棕色脂肪組織的活化可改善葡萄糖穩態和胰島素敏感性。

總而言之，現在看來自然增加棕色脂肪可以給健康帶來益處。越來越多的科學家和生物技術公司已經試圖開發增加體內棕色脂肪細胞的數量或提高它們的活性的方法，他們相信這最終會產生以增加棕色脂肪為基礎的治療肥胖和代謝性疾病的新療法。但是，至少還需要10年時間來證明或證偽人工干預方法的好處。

主要參考資料

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van Marken Lichtenbelt WD，et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. N Engl J Med. 2009;360:1500-8

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van der Lans AA et al. Cold acclimation recruits human brown fat and increases nonshivering thermogenesis. J Clin Invest. 2013; 123(8): 3395–3403.

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Harms M et al, Brown and beige fat: development, function and therapeutic potential. Nat Med. 2013;19(10):1252-63.

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Velickovic K. et al. Caffeine exposure induces browning features in adipose tissue in vitro and in vivo. Scientific Reports, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038/s41598-019-45540-1

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