棕色脂肪組織產(chǎn)熱功能與肥胖

張 永，顏光濤

（解放軍總醫(yī)院，北京 100853）

棕色脂肪組織產(chǎn)熱功能與肥胖

張 永，顏光濤

（解放軍總醫(yī)院，北京 100853）

棕色脂肪是哺乳動物體內(nèi)重要的非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱器官，解偶聯(lián)蛋白是棕色脂肪產(chǎn)熱的關(guān)鍵蛋白，棕色脂肪缺失會導(dǎo)致肥胖，棕色脂肪的活化可以減少脂肪蓄積。近年來研究發(fā)現(xiàn)成人體內(nèi)也存在棕色脂肪，激活成人體內(nèi)的棕色脂肪可能成為治療肥胖的新途徑。

棕色脂肪；肥胖；解偶聯(lián)蛋白

棕色脂肪組織（BAT），由瑞士自然學(xué)家Conrad Gessner于1551年首次發(fā)現(xiàn)。它最初被稱為“冬眠腺”，在接下來的400年，又發(fā)現(xiàn)了棕色脂肪的其他功能，比如具有內(nèi)分泌功能，是調(diào)節(jié)體溫的非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱的重要器官，后來還發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)熱是由線粒體上的解偶聯(lián)蛋白決定的[1]。肥胖本質(zhì)上是能量消耗與能量攝入的不平衡，棕色脂肪的產(chǎn)熱在能量平衡的調(diào)節(jié)中扮演著重要角色。本文將對棕色脂肪的產(chǎn)熱與能量平衡和肥胖做一綜述。

1 肥胖與能量平衡

肥胖的發(fā)生是因為能量的攝入超過了能量的消耗。能量的攝入當(dāng)然是從可產(chǎn)能的食物中攝取，除了糞便和尿中會損失一部分未利用的能量外，其他能量消耗通常包括基礎(chǔ)代謝，身體活動和生熱。20世紀(jì)70年代對肥胖的認(rèn)識是過度飲食和運動不足的結(jié)果。人群和動物實驗也都證實了這一觀點[2-3]。動物實驗發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠和非肥胖小鼠喂飼同樣的飼料，肥胖小鼠的食物功效比是非肥胖小鼠的兩倍多，這種結(jié)果只能是因為能量消耗的減少造成的，在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)這與非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱的減少有關(guān)[4]。

2 評價棕色脂肪組織產(chǎn)熱功能的指標(biāo)

測量動脈和靜脈血液中氧含量的差值是評估BAT的產(chǎn)熱活性的最直接的方法。然而，這一方法要求在體內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測并不適合作為常規(guī)指標(biāo)。因此，在相關(guān)研究中，多使用分離的組織、線粒體及蛋白分子等離體指標(biāo)來評價BAT的活性[5]。見表1。

表1 體外評估棕色脂肪組織的產(chǎn)熱功能的指標(biāo)

棕色脂肪組織塊的重量是最直觀的指標(biāo)，但在肥胖的情況下，其重量容易受周圍白色脂肪蓄積的影響。在早期研究中還經(jīng)常采用棕色脂肪組織中總蛋白質(zhì)含量來粗略評價其功能。與棕色脂肪產(chǎn)熱密切相關(guān)的是線粒體含量，線粒體的募集導(dǎo)致氧化和產(chǎn)熱能力的增強(qiáng)。一般通過測量組織中細(xì)胞色素c氧化酶活性來廣泛評估線粒體含量[5]。評價棕色脂肪產(chǎn)熱活性的最有效指標(biāo)是線粒體與GDP結(jié)合能力測定。結(jié)合的水平越高，產(chǎn)熱活性越強(qiáng)。另一個最常用的關(guān)鍵指標(biāo)是線粒體中UCP1的含量的測量，UCP1的量決定了組織的產(chǎn)熱能力[6]。

3 BAT與肥胖

瘦素缺乏的肥胖小鼠以及其它幾種肥胖動物模型，其BAT的產(chǎn)熱活性都降低。去甲腎上腺素通過刺激非肥胖小鼠BAT增加非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱，這與冷適應(yīng)的大鼠的觀察結(jié)果一致[7]。這也表明肥胖小鼠響應(yīng)去甲腎上腺素的產(chǎn)熱能力的降低幾乎完全是由于BAT的減少。切除腎上腺也可以減弱產(chǎn)熱能力[8]。相對于非肥胖小鼠，肥胖小鼠的線粒體中UCP1的濃度降低[9]。最初肥胖癥動物模型是通過腹內(nèi)側(cè)下丘腦（VMH）的手術(shù)損傷來實現(xiàn)。在VMH損傷的大鼠中觀察到棕色脂肪線粒體含量下降[10]。通過抑制轉(zhuǎn)基因小鼠UCP1的表達(dá)克導(dǎo)致肥胖[11]。

4 成人體內(nèi)BAT的發(fā)現(xiàn)

在20世紀(jì)60年代，最早在新生兒發(fā)現(xiàn)棕色脂肪[12]，而且普遍認(rèn)為BAT在出生后的最初幾年就消失了，雖然也有一些證據(jù)表明成人體內(nèi)的棕色脂肪組織會持續(xù)存在[13]，但當(dāng)時由于技術(shù)條件的限制只是在解剖學(xué)和組織學(xué)上觀察到多腔脂肪細(xì)胞，缺少棕色脂肪關(guān)鍵產(chǎn)熱蛋白UCP1的檢測。后來通過檢測人體脂肪組織中的UCP1，確定BAT存在于成人體內(nèi)[14]，盡管其含量低于兒童[15]。

氟脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層掃描（FDG-PET），本來是應(yīng)用于癌癥研究，但是卻發(fā)現(xiàn)在脂肪組織部位有高水平的葡萄糖攝取，且其分布具有類似于基于早期解剖學(xué)觀察的成年人BAT的分布模式[13]。后來通過檢測UCP1確定具有高葡萄糖攝取的脂肪組織確實是BAT[16]。通過FDG-PET技術(shù)發(fā)現(xiàn)，寒冷和胰島素會激活成人BAT[17]，但是在老年受試者中其活性較低 ，并且重要的是，肥胖者的活性比瘦人低，與BMI（體重指數(shù)）成反比[18]。因此，棕色脂肪組織再次成為研究肥胖癥的焦點。相應(yīng)地，對BAT的激活和/或募集有可能作為治療肥胖的治療途徑[19]

最近還發(fā)現(xiàn)了BAT的重要代謝作用，特別是在甘油三酯清除，胰島素敏感性和葡萄糖體內(nèi)平衡中，BAT已被作為代謝的主要器官[20-22]。因此，BAT活性的降低與代謝綜合征的發(fā)展相關(guān)[23]。

5 結(jié) 語

BAT自發(fā)現(xiàn)以來，其生理功能一直受眾多研究者的關(guān)注，尤其BAT在能量平衡中的重要作用，對肥胖有十分重要的意義，而且近年來成人體內(nèi)活性BAT的發(fā)現(xiàn)使得激活成人體內(nèi)的BAT可能成為治療肥胖的新途徑。

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本文編輯：李 豆

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ISSN.2095-8242.2017.07.1379.02