人体内有两种脂肪:白色脂肪(White adipose tissue,WAT)负责储存热量,白色脂肪增加,人会逐渐变得臃肿;棕色脂肪(Brown adipose tissue,BAT)分解白色脂肪,产生热量,维持体温。与白色脂肪相比,棕色脂肪细胞内含有大量线粒体,组织内毛细血管非常丰富,使其呈现出微红的棕褐色。
在较为寒冷的条件下,人类会利用两种快速产热的方式来维持体温。一种是战栗产热,也就是俗称的哆嗦,通过骨骼肌的收缩来提供热量。另外一种是非战栗性产热,又称代谢产热,主要通过棕色脂肪组织来完成。然而,啮齿动物无法有效利用战栗产热。早在30年前,科学家们就发现了啮齿动物体内的棕色脂肪分布面积较广。
人出生时由于还不太会哆嗦,所以背部覆盖有大量棕色脂肪组织,随年龄增长,白色脂肪逐渐取代棕色脂肪,堆积在腰、腹等部位。科学家们一度认为成年人不再需要棕色脂肪,因此推迟了在人体中对它的研究。直到2009年,才有科学家采用18氟-去氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18FDG)正电子成像技术(PET),证实了成年人体内也有棕色脂肪,但含量非常少,只分布在颈部两侧、背部上侧、锁骨附近和脊柱周围。棕色脂肪在成年人体内的含量虽然少,其产热效率却极高,一小块棕色脂肪就能燃烧产生大量的卡路里。然而,棕色脂肪如何在人体内发挥非战栗性产热的功能,还不得而知。
加拿大拉瓦尔大学的Véronique Ouellet等采用C11-乙酸、18FDG和18FTHA等脂肪示踪剂结合PET技术,对6名健康成年人体内的棕色脂肪氧化代谢以及葡萄糖和游离脂肪酸(nonesterified fatty acid,NEFA)进行量化,分别在正常温度和冷暴露下进行对照。结果所有研究都显示,在冷暴露后,体内的葡萄糖和游离脂肪酸大量增多;随后,研究者又证实了在冷暴露条件下棕色脂肪的有氧代谢被激活,但仅在毗邻的骨骼肌和皮下脂肪组织,这种激活与体内的总体能量增加有关;研究者还发现,棕色脂肪的活性与战栗呈负相关,增加冷暴露时的棕色脂肪密度比例,体内棕色脂肪甘油三酯的含量减少。可见,被激活的棕色脂肪组织通过快速消耗葡萄糖和脂肪来发热。
该研究证实,棕色脂肪在人体内所起到的作用的确是非战栗性产热。(作者:贾玉华)
参考文献:《Journal of Clinical Investigation》2012;122:545-552