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身體脂肪也分顏色?棕色脂肪助瘦身(上)

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

肥胖是目前全球共同面臨的重大健康議題,它與許多疾病密切相關,包括糖尿病、高血壓、高血脂、心血管疾病、腦中風、脂肪肝、氣喘、慢性腎臟病、癌症(乳癌、大腸癌、肝癌等)等,而BMI(body mass index)因其簡易與方便,一直以來都是用來診斷肥胖的測量工具,但其實脂肪才是導致慢性發炎、影響健康的關鍵,尤其是內臟脂肪(visceral adipose tissue)。

身體脂肪也分顏色?棕色脂肪助瘦身(上) © 由 華人健康網 提供 身體脂肪也分顏色?棕色脂肪助瘦身(上)

然而,存在人體內的脂肪依據細胞分化及組織學型態的不同可分為兩種—白色脂肪(white adipose tissue, WAT)與棕色脂肪(brown adipose tissue, BAT),它們扮演不同角色,並非都是危害健康的兇手,許多研究發現,BAT可以燃燒體內多餘的能量產生熱能,有助於改善代謝性疾患,甚至,有潛力可應用於肥胖的治療。

美國國家衛生研究院 (National Institute of Health, NIH)所屬的糖尿病暨消化及腎臟疾病研究機構(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease, NIDDK)在2014年二月份也舉辦了一場以棕色脂肪為主題的學術論壇,眾多學者針對BAT的功能角色、新的研究與技術進行探討,BAT儼然成為當前熱門的研究課題。

成人也有棕色脂肪

WAT用來儲存多餘的能量,它會分泌細胞激素cytokines,過多的WAT會導致代謝異常及胰島素阻抗性(insulin resistance),這些較為人所熟知;相對地,BAT的存在與作用可能較令人陌生。剛出生的嬰兒體內具有較多的BAT,可用來幫助新生兒維持正常體溫,過去普遍以為,隨著年齡的增長BAT便逐漸消失,進入成人階段後,人體內便不再具有BAT,但臨床上觀察到,嗜鉻細胞瘤(pheochromocytoma)的成人病患接受氟-18去氧葡萄糖正子電腦斷層掃描(18F-FDG PET/CT)時,可在其頸部區域及鎖骨上(supraclavicular)區域發現明顯的訊號增強。

在正常健康人身上,當天氣冷溫度低時,同樣的區域訊號也會比溫度高時還強。針對這些訊號增強的區域去做切片來與一般的WAT相比較,在基因的mRNA表現分析上,這些組織顯示出原BAT特有的UCP1(uncoupling protein 1),UCP1與細胞內粒線體(mitochondria)能量代謝及產熱相關,除了UCP1,還表現出原BAT中與甲狀腺素代謝相關的DIO2(deiodinase, iodothyronine, type II)、調控UCP1表現的PGC1α(peroxisome-proliferator-activated receptorγcoactivator 1α)、BAT形成的重要調控因子PRDM16(PR domain containing 16)以及與交感神經相關的ADRB3 (β3-adrenergic receptor)等。

(圖片來源/Crossfit Catonsville) © 由 華人健康網 提供 (圖片來源/Crossfit Catonsville)

組織學型態分析方面,相對於白色脂肪細胞擁有單個大的脂肪顆粒(large single lipid droplet),這些組織的細胞質內含有許多與BAT一樣的小脂肪顆粒(multilocular lipid droplets)(如上圖),螢光染色也確實呈現許多的UCP1,及較多的粒線體(如上圖)。發現這些原本在BAT才有的基因表現,以及組織學上的特徵,告訴我們BAT在成人是確實存在的,也暗示了交感神經系統的刺激與低溫可以增強BAT的活性。

棕色脂肪有兩種 — classical BAT與beige BAT

從老鼠的研究中發現,目前知道的棕色脂肪至少有兩種,一種稱為典型棕色脂肪(classical BAT),另一種為類棕色脂肪細胞(beige BAT)。Classical BAT主要功能為產熱,原來就分佈於老鼠的兩側肩胛骨中間區域;beige BAT則是皮下白色脂肪經過刺激才被誘發產生。分化上,classical BAT的前驅細胞與骨骼肌的前驅細胞有類似的Myogenic factor 5(Myf5)基因表現。

beige BAT的前驅細胞則與WAT類似,但會根據所接收到的訊息而產生不同的分化,當接收到交感神經刺激或β3-adrenergic的刺激時,可分化為beige BAT,但若接收到高油脂飲食的影響時,則會分化為白色脂肪,由此可知,beige BAT的形成與否深受後天生理及環境因素的影響。

人體中也有這兩種棕色脂肪,新生兒的兩側肩胛骨中間區域具有classical BAT,至於鎖骨上區域的脂肪則可能同時具有classical BAT與beige BAT。雖然classical BAT與beige BAT在分化及基因表現上有所不同,但它們同樣都會表現出UCP1,細胞組織學型態上也都具有小顆粒脂肪及較多的粒線體。(待續…)

參考資料:

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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.

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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.

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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

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