超级科普 | 白色脂肪 Vs 棕色脂肪

​张景琦

谈起“脂肪”，绝大多数人想到的还是“皮下脂肪”、“内脏脂肪”或“体脂率”。但近十年来，科学界关于脂肪的研究已经发生了翻天覆地的变化。研究人员在人体内发现了两种脂肪组织：白色脂肪和棕色脂肪（细分为传统棕色脂肪和米色脂肪）。白色脂肪储存热量，引起肥胖；棕色脂肪消耗热量，抗击肥胖。激活已有棕色脂肪、增加棕色脂肪含量或将白色脂肪转变为棕色脂肪，以此抗击全球性肥胖，是现今科学家的研究目标！

1. 白色脂肪组织（White Adipose Tissue）

白色脂肪组织（WAT，以下简称白色脂肪）是人体内含量最多的脂肪组织，其含量远高于棕色脂肪。

白色脂肪的主要功能是将体内多余的能量以脂肪的形式储存起来，当我们摄入过多热量时，就会引起肥胖。此外，白色脂肪还具有绝热（维持正常体温）、合成瘦素（抑制食欲、促进脂肪燃烧的一种激素）和白脂素（与糖尿病和肥胖密切相关的一种激素）等激素的功能。

白色脂肪主要分布于皮下和内脏周围，所以又可分为皮下白色脂肪（Subcutaneous white fat）和内脏白色脂肪（Visceral white fat）。其中，内脏白色脂肪对人体危害最大，其释放出的化学物质会引起胰岛素抵抗和慢性炎症，增加心血管疾病和糖尿病等多种疾病的发病风险。

由于内脏区域的血流量丰富，相对皮下脂肪，内脏脂肪更容易被消除（尤其是通过运动）。

下图是白色脂肪（橙色）在人体内的分布。

​2. 棕色脂肪组织（Brown Adipose Tissue）

棕色脂肪组织（BAT，以下简称棕色脂肪） 是人体内另一种脂肪组织。不同于白色脂肪储存能量的特性，棕色脂肪的主要特性是消耗能量。

棕色脂肪类似于一个“产热器”，它的主要功能就是生热（帮助我们在寒冷的环境下维持体温）。生热需要消耗能量（卡路里），所以每一个想减肥的宝宝都应该喜欢棕色脂肪喔。

德克萨斯大学医学院的研究表明：激活棕色脂肪可以提高15％的新陈代谢，这意味着一个成年人即使一动不动，一天都可以多燃烧300卡路里热量（约等于跑步4公里）！

​白色脂肪细胞仅含1个较大的脂滴（lipid droplet），而棕色脂肪细胞却含有大量的较小脂滴和丰富的线粒体。线粒体是细胞中制造能量的单元，含铁，正是由于富含线粒体，所以棕色脂肪呈棕色。此外，棕色脂肪含有更多的毛细血管，这可以为其提供充足的氧气和营养物质，将产生的热能分散至全身。

​棕色脂肪在新生儿和冬眠哺乳动物体内含量丰富，这可以帮助他们抵御严寒。随着年龄的增长，我们体内的棕色脂肪会越来越少，但它仍然可以在一定程度上帮助我们保温。

虽然较瘦的人比较胖的人含有更多棕色脂肪，但棕色脂肪在成年人体内的总体含量很少。据哈佛大学医学院专家 Aaron Cypess，一名150磅体重的成年人可能含有20-30磅脂肪（1磅=0.45公斤），但他体内的棕色脂肪含量可能仅有2-3盎司（1盎司=28克）。需要注意：如果这2-3盎司的棕色脂肪可以被完全激活，那么一天内，你就可以多燃烧300-500卡路里热量（这足以帮助你在一周内减少1磅体重）。

棕色脂肪在人体内的分布存在不确定性，每个人体内的棕色脂肪分布可能都有所不同。对新生儿而言，棕色脂肪主要分布在肩胛间、锁骨上区、肾上腺、纵隔和胰腺周围等部位。 对成年人而言，棕色脂肪主要分布在颈部、锁骨上区、椎旁、纵隔、肾上腺等部位。 

由于棕色脂肪和白色脂肪通常混杂在一起，所以需要借助CT和PET扫描才能探寻到棕色脂肪。在寒冷环境下，探测难度更低。目前，科学家正在研究新的探测方法，如MRI和热成像等。

下图是寒冷环境下，棕色脂肪在女性体内的分布（PET/CT 扫描）。 

​根据解剖学定位和细胞形态学，棕色脂肪还可以细分为传统棕色脂肪（"Classical" brown fat）和米色脂肪（Beige fat），这不是我们这次科普的重点，所以直接进入下一节！

3. 激活棕色脂肪！

棕色脂肪被激活后，可以帮助我们消耗热量。所以，无数科学家把研究重点放在了如何通过激活已有棕色脂肪或增加体内棕色脂肪含量来抗击肥胖。

如何提高体内棕色脂肪含量，抑或如何将白色脂肪转变为棕色脂肪？目前，科学界已经有了一定的进展[15][17][18]，但还需要更多研究加以证实。所以，本次科普将重点放在了如何激活已有棕色脂肪。

大量研究表明：在寒冷环境下（降温），棕色脂肪的活性更强，其原理非常容易理解：棕色脂肪的主要功能就是生热！激活棕色脂肪的益处极多，包括：

1. 促进脂肪分解[3][4][5][19]；

2. 稳定血糖、增强胰岛素敏感度（有利于预防、改善和治疗糖尿病）[8][9][10]；

3. 改善骨骼健康[11]；

4. 促进脂联素（抗炎、调节新陈代谢、预防糖尿病、延长寿命）分泌[12]；

5. 促进鸢尾素（促进脂肪燃烧、提高胰岛素敏感度、改善骨骼健康、促进肌肉增长、延长寿命）分泌[13][14]；

……

除了降温，科学家还发现了（或正在研究发现中）其他激活棕色脂肪的方法。

研究发现：运动可以增强棕色脂肪中UCP1的活性，从而达到激活棕色脂肪的目的。

一些研究人员正在尝试药物注射方法，来增加棕色脂肪的活性[6][7]。

​更多的研究还在继续[22]，在新的减肥方法面世之前，你需要做的就是科学饮食，规律锻炼，拒绝温室，将自己充分暴露在大自然中，在凉爽的空气中激活你的棕色脂肪！

4. 参考

1. https://en.wikipedia.org/wiki/White_adipose_tissue
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Brown_adipose_tissue
3. Dong M, Yang X, Lim S, et al. Cold exposure promotes atherosclerotic plaque growth and instability via UCP1-dependent lipolysis[J]. Cell Metabolism, 2013, 18(1):118.
   
4. Berbée J F, Boon M R, Khedoe P P, et al. Brown fat activation reduces hypercholesterolaemia and protects from atherosclerosis development[J]. Nature Communications, 2015, 6:6356.
   
5. Hoeke G, Kooijman S, Boon M R, et al. Role of Brown Fat in Lipoprotein Metabolism and Atherosclerosis.[J]. Circulation Research, 2016, 118(1):173.
   
6. Mirbolooki M R, Upadhyay S K, Constantinescu C C, et al. Adrenergic pathway activation enhances brown adipose tissue metabolism: a [¹⁸F]FDG PET/CT study in mice.[J]. Nuclear Medicine & Biology, 2014, 41(1):10-16.
   
7. Mirbolooki M R, Schade K N, Constantinescu C C, et al. Enhancement of 18F-Fluorodeoxyglucose Metabolism in Rat Brain Frontal Cortex Using a β3 Adrenoceptor Agonist[J]. Synapse, 2015, 69(2):96-98.
   
8. Stanford K I, Middelbeek R J W, Townsend K L, et al. Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity[J]. Journal of Clinical Investigation, 2013, 123(1):215-223.
   
9. Chondronikola M, Volpi E, Børsheim E, et al. Brown adipose tissue improves whole-body glucose homeostasis and insulin sensitivity in humans[J]. Diabetes, 2015, 64(6):12-3.
   
10. https://www.monash.edu/news/articles/8098
    
11. Lee P, Brychta R J, Collins M T, et al. Cold-activated brown adipose tissue is an independent predictor of higher bone mineral density in women[J]. Osteoporosis International, 2013, 24(4):1513-1518.
    
12. Imbeault P, Dépault I, Haman F. Cold exposure increases adiponectin levels in men.[J]. Metabolism Clinical & Experimental, 2009, 58(4):552.
    
13. Lee P, Linderman J D, Smith S, et al. Irisin and FGF21 are cold-induced endocrine activators of brown fat function in humans.[J]. Cell Metabolism, 2014, 19(2):302-9.
    
14. Colaianni G, Cuscito C, Mongelli T, et al. The myokine irisin increases cortical bone mass[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2015, 112(39):12157-12162.
    
15. Li G, Xie C, Lu S, et al. Intermittent Fasting Promotes White Adipose Browning and Decreases Obesity by Shaping the Gut Microbiota[J]. Cell Metabolism, 2017, 26(4):672.
    
16. https://www.mensfitness.com/weight-loss/burn-fat-fast/everything-you-need-know-about-brown-fat
    
17. Wada S, Neinast M, Jang C, et al. The tumor suppressor FLCN mediates an alternate mTOR pathway to regulate browning of adipose tissue[J]. Genes Dev, 2016, 30(22):2551-2564.
    
18. Jiang C, Canovega M A, Yue F, et al. Dibenzazepine-Loaded Nanoparticles Induce Local Browning of White Adipose Tissue to Counteract Obesity.[J]. Molecular Therapy the Journal of the American Society of Gene Therapy, 2017, 25(7):1718.
    
19. Ouellet V, Labbé S M, Blondin D P, et al. Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans[J]. Journal of Clinical Investigation, 2012, 122(2):545-552. 
20. https://www.webmd.com/diet/features/the-truth-about-fat
21. https://www.scientificamerican.com/article/supercharging-brown-fat-to-battle-obesity
22. Li J, Feng B, Nie Y, et al. Sucrose Non-Fermenting Related Kinase Regulates Both Adipose Inflammation and Energy Homeostasis in Mice and Humans.[J]. Diabetes, 2018:db170745.
    

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