您使用的是較舊的瀏覽器版本。若要獲得最佳 MSN 體驗,請使用支援的版本

如何激發棕色脂肪?低溫、運動都有幫助 (下)

華人健康網 華人健康網 2016/5/12 文/台大醫院家庭醫學部兼任主治醫師吳佳鴻提供

上一篇文章介紹了棕色脂肪(BAT,brown adipose tissue)的特色、成人也有棕色脂肪以及棕色脂肪分兩種–典型棕色脂肪(classical BAT)與類棕色脂肪細胞(beige BAT)。本篇接著介紹BAT的生理作用、如何讓自己產生BAT以及如何測量BAT。

如何激發棕色脂肪?低溫、運動都有幫助 (下) © 由 華人健康網 提供 如何激發棕色脂肪?低溫、運動都有幫助 (下)

棕色脂肪的生理作用

相對於白色脂肪(WAT,white adipose tissue)的儲存能量,BAT可以消耗能量產生熱能,因此對於囓齒類動物(如鼠類)及需要冬眠過冬的動物的體溫維持來說很重要,人類新生兒因為基礎代謝率較低,且肌肉較不發達不像成人可以透過肌肉顫抖產熱,因此BAT對於新生兒體溫便扮演重要生理角色。

外,BAT與心臟及骨骼肌(skeletal muscle)一樣可以分泌血管內皮生長因子B(vascular endothelial growth factor B, VEGFB),VEGFB作用在血管內皮上,有助於脂肪酸的運送與代謝,使得BAT與肌肉細胞同為代謝脂肪酸的重要組織,在VEGFB剔除(Vegfb knockout)的老鼠身上,脂肪因為無法被運送到肌肉與BAT作有效利用,轉而送往WAT儲存因而使得老鼠變胖。而BAT對於血糖調控、胰島素阻抗、血脂肪、心血管、免疫等功能也都有研究證實其作用。

如何產生棕色脂肪?

低溫、交感神經的刺激可以提高BAT的活性,有研究發現甲狀腺素的刺激也可誘發BAT活性,此外還有一項很重要的就是:運動!運動可以促使skeletal muscle分泌名為irisin的蛋白質及名為meteorin-like(Metrnl)的荷爾蒙,irisin屬於一種myokine,當溫度低導致肌肉顫抖時也會產生irisin。 Metrnl及irisin會促進脂肪棕化(fat browning)的發生,讓WAT的UCP1表現增加,WAT經過脂肪棕化便成為beige BAT。

人體跟老鼠體內都有同樣的irisin,當透過基因工程技術讓肥胖老鼠體內產生較多的irisin時,會使得beige BAT增加,結果會讓熱量消耗變多,胖鼠的血糖改善了,體重也跟著減輕。不同的是,老鼠的皮下白色脂肪(subcutaneous WAT)經過刺激可以產生beige BAT,但人體BAT存在的區域主要就在頸部、鎖骨以上及脊椎兩側區域,至於其他區域的皮下脂肪有沒有可能被誘發變成beige BAT,尚待更多研究證實。

相反地,什麼因素會抑制BAT的生成與活性呢?研究發現,年紀大、男性、體重過重與肥胖、環境溫度較高、使用交感神經抑制劑(如beta-blocker)等狀況,體內的BAT活性都較低。

如何激發棕色脂肪?低溫、運動都有幫助 (下) © 由 華人健康網 提供 如何激發棕色脂肪?低溫、運動都有幫助 (下)

皮下脂肪可以被誘發成為beige BAT,那麼內臟脂肪呢?有零星案例報告,在患有分泌兒茶酚胺的副神經節瘤(catecholamine-secreting paraganglioma)的病患身上,18F-FDG PET/CT發現除了BAT常見的區域訊號增加之外,內臟脂肪區域的訊號確實也增加了,患者的基礎代謝率(resting energy expenditure, REE)也跟著增加了一倍,但接受了手術切除治療之後,REE降回近乎正常值,患者的體重跟著上升了。有關BAT與內臟脂肪間的關聯性,還需要更多研究來釐清。

棕色脂肪的測量

目前研究上測量BAT主要是利用18F-FDG PET/CT,但這工具有幾項缺點,一來因為昂貴不普及,且需要受試者暴露於輻射當中,二來本身也有許多限制。18F-FDG PET/CT主要是透過偵測18F-FDG吸收來產生訊號強弱,藉而判斷代謝旺盛的區域,因此若人體內的BAT活性不強或者活性沒有被誘發,則18F-FDG PET/CT可能就無法偵測到;再者,BAT除了可以吸收葡萄糖,但當它活性被誘發時,會先以脂肪酸及血液中三酸甘油脂作為能量來源,以18F-FDG PET/CT來測量可能會低估BAT的存在。

此外,18F-FDG PET/CT頂多只能告訴我們BAT的存在與否(利用其吸收葡萄糖使得訊號增強),但無法得知當下訊號增強時BAT實際的生理作用,而葡萄糖具有用來製造能量、產生熱能、製造脂肪(lipogenesis)等作用,這些便無法從18F-FDG PET/CT的影像得知。

綜合許多的考量與限制,18F-FDG PET/CT恐怕還無法當作測量BAT的黃金標準。至於其他診斷工具包括正子掃描(PET)、核磁共振(MRI)、電腦斷層(CT)甚至超音波,目前都有相關研究陸續進行中,而PET/MRI的結合,被認為是未來用來定性及定量BAT相當具有潛力的工具。

結論

過去幾十年有關BAT的研究主要集中在老鼠身上,但隨著越來越多人體相關研究出爐,我們對於人體BAT的功能及其在臨床上可扮演的角色有更多的瞭解,儘管如此,目前仍舊無法窺知人體BAT全貌,如同NIDDK在論壇中所作的結論所言,我們對於BAT的認識才剛處於起步階段。

除了產熱及體重控制這些可能的好處外,BAT如何影響其它代謝因子(如血糖、胰島素、血脂肪)、與各種生理作用如飲食、肌肉骨骼、睡眠、生理晝夜機制、免疫功能、細胞老化等彼此間的交互影響、基因分子生物機轉、如何被誘發生成、測量方式標準化、臨床上應用與治療指引、classical BAT與beige BAT間的差異等,都需要未來更多研究來揭開其面紗,而在那之前,鼓勵過重或肥胖者保持適度運動,尤其在冬天來臨時運動不要中斷,是目前臨床上對於體重控制實際可行且具有正面效益的。

(本文同時刊登於台灣肥胖醫學會會訊2014年第四期)

(Photo via Lewispugh. CC BY-SA 3.0)

參考資料:

Virtanen KA et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N Engl J Med. 2009 Apr 9; 360 (15):1518-25.

Cypess AM et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med. 2009 Apr 9; 360 (15):1509-17.

The importance of brown adipose tissue. N Engl J Med. 2009 Jul 23; 361 (4):415; correspondence and author reply 415-21.

Deborah M. Muoio. Metabolism and vascular fatty acid transport. N Engl J Med. 2010 Jul 15; 363 (3):291-3.

Bente Klarlund Pedersen. A muscular twist on the fate of fat. N Engl J Med. 2012 Apr 19; 366 (16):1544-5.

Cypress AM et al. Brown fat in humans: consensus points and experimental guidelines. Cell Metab. 2014 Sep 2; 20 (3):408-15.

Paul Lee et al. Irisin and FGF21 are cold-induced endocrine activators of brown fat function in humans. Cell Metab. 2014 Feb 4; 19 (2):302-9.

Rajesh R. Rao et al. Meteorin-like is a hormone that regulates immune-adipose interactions to increase beige fat thermogenesis. Cell.2014 Jun 5; 157 (6):1279-91.

Martin E Lidell et al. Two types of brown adipose tissue in humans. Adipocyte. 2014 Jan 1; 3(1):63-6.

本文出自:吳佳鴻醫師 Dr.Henry Wu's Health Notes

更多來自華人健康網的文章

image beaconimage beaconimage beacon