上一篇文章介绍了棕色脂肪(BAT,brown adipose tissue)的特色、成人也有棕色脂肪以及棕色脂肪分两种–典型棕色脂肪(classical BAT)与类棕色脂肪细胞(beige BAT)。本篇接着介绍BAT的生理作用、如何让自己产生BAT以及如何测量BAT。
棕色脂肪的生理作用
相对于白色脂肪(WAT,white adipose tissue)的储存能量,BAT可以消耗能量产生热能,因此对于囓齿类动物(如鼠类)及需要冬眠过冬的动物的体温维持来说很重要,人类新生儿因为基础代谢率较低,且肌肉较不发达不像成人可以透过肌肉颤抖产热,因此BAT对于新生儿体温便扮演重要生理角色。
外,BAT与心脏及骨骼肌(skeletal muscle)一样可以分泌血管内皮生长因子B(vascular endothelial growth factor B, VEGFB),VEGFB作用在血管内皮上,有助于脂肪酸的运送与代谢,使得BAT与肌肉细胞同为代谢脂肪酸的重要组织,在VEGFB剔除(Vegfb knockout)的老鼠身上,脂肪因为无法被运送到肌肉与BAT作有效利用,转而送往WAT储存因而使得老鼠变胖。而BAT对于血糖调控、胰岛素阻抗、血脂肪、心血管、免疫等功能也都有研究证实其作用。
如何产生棕色脂肪?
低温、交感神经的刺激可以提高BAT的活性,有研究发现甲状腺素的刺激也可诱发BAT活性,此外还有一项很重要的就是:运动!运动可以促使skeletal muscle分泌名为irisin的蛋白质及名为meteorin-like(Metrnl)的荷尔蒙,irisin属于一种myokine,当温度低导致肌肉颤抖时也会产生irisin。 Metrnl及irisin会促进脂肪棕化(fat browning)的发生,让WAT的UCP1表现增加,WAT经过脂肪棕化便成为beige BAT。
人体跟老鼠体内都有同样的irisin,当透过基因工程技术让肥胖老鼠体内产生较多的irisin时,会使得beige BAT增加,结果会让热量消耗变多,胖鼠的血糖改善了,体重也跟着减轻。不同的是,老鼠的皮下白色脂肪(subcutaneous WAT)经过刺激可以产生beige BAT,但人体BAT存在的区域主要就在颈部、锁骨以上及脊椎两侧区域,至于其他区域的皮下脂肪有没有可能被诱发变成beige BAT,尚待更多研究证实。
相反地,什么因素会抑制BAT的生成与活性呢?研究发现,年纪大、男性、体重过重与肥胖、环境温度较高、使用交感神经抑制剂(如beta-blocker)等状况,体内的BAT活性都较低。