不止可以燃烧卡路里！Cell：新研究揭示棕色脂肪在保护血糖代谢方面起着重要作用

基于以往的研究，我们认为，白色脂肪会储存卡路里，而棕色脂肪则会燃烧卡路里。最新研究挑战了我们对棕色脂肪的传统认知，揭示其不仅通过产热提升代谢，还通过供应关键营养素支持其他器官功能，对维持代谢健康至关重要。

相关研究结果近期发表在Cell期刊上，由贝斯以色列女执事医疗中心与杜克大学等机构合作完成，论文标题为“BCAA-nitrogen flux in brown fat controls metabolic health independent of thermogenesis”。

长期以来，脂肪一直被视为糖尿病等代谢性疾病的罪魁祸首，但它也可以扮演“英雄”的角色。论文通讯作者、贝斯以色列女执事医疗中心分子生物学家Shingo Kajimura和他的同事们在这项新的研究中描述了棕色脂肪保护健康的一种新方式。

Kajimura说，“我们一直认为，棕色脂肪对代谢的益处仅仅在于它能够通过燃烧卡路里产生热量。但这真是如此吗？”

本研究给出了超越以往的答案：棕色脂肪不仅产热，还能分解氨基酸，特别是支链氨基酸(BCAA)，转化成维护血糖平衡不可或缺的营养物质，为科学家探索利用棕色脂肪开辟了新视角。

棕色脂肪的益处

人体运作需要一个恒定的温度环境，面对寒冷条件时，我们机体有两种自然应对机制：一是通过肌肉快速不自主地收缩，即寒颤，来产生热量；二是激活棕色脂肪组织。尽管过去认为棕色脂肪主要存在于婴儿中，用以补偿他们有限的肌肉颤抖产热能力，但现代医学影像技术，如用于检测癌症转移的扫描，揭示了成人也在脊柱和颈部区域拥有棕色脂肪。

棕色脂肪之所以得名，源于其中富含的线粒体，这些微小的细胞器赋予了它独特的色彩。线粒体通常作为细胞的能量工厂，负责从糖类和脂肪中提取能量。但在棕色脂肪组织内，线粒体担任了一个特殊角色——当外界温度下降时，它们转换模式，不再单纯产出化学能，而是转化这些能量为热能，以此帮助身体保暖。这个产热过程实质上是在燃烧由白色脂肪存储的能量（卡路里），有助于维持体温稳定，同时也可能有益于整体能量代谢与体重管理，因为这相当于在不需要物理运动的情况下额外消耗了卡路里。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.03.030

按照传统观点，这种类似火炉的功能是棕色脂肪对代谢产生巨大益处的原因：提高身体管理糖、脂肪和胆固醇的能力，从而降低患 2 型糖尿病和心血管疾病的几率。

不过现有的研究暗示着棕色脂肪还在其他方面做出了贡献。2019 年的一项研究提供了一条线索，表明其还在氨基酸代谢，尤其是支链氨基酸(BCAA)的处理中扮演关键角色。BCAA在蛋白质合成和抗氧化防御中至关重要，但其血液浓度异常增高却与糖尿病和肥胖风险增加有关。

与肝脏的联系

在这项新的研究中，Kajimura团队通过一种简单粗暴的方法研究了棕色脂肪与 BCAA之间的联系：关闭它。在细胞和小鼠体内，他们干扰了棕色脂肪线粒体分解 BCAA 的能力。由此它们观察到，线粒体功能受损导致谷胱甘肽减少，进而影响肝脏功能和血糖控制，模拟出类似糖尿病的状态。并且通过给小鼠补充谷胱甘肽，可以逆转这种状态。

日本东北大学副教授 Takeshi Yoneshiro 将这些发现推广到人类身上，让 33 名男性在 19 摄氏度（华氏 66 度）的低温中度过了两个小时。寒冷不仅如预期般增加了棕色脂肪的活性，还增加了谷胱甘肽的生成。

Lo说，虽然这些研究结果侧重于肝脏在糖代谢中的作用，但棕色脂肪也可能影响身体其他部位的代谢过程，如肌肉或胰腺。“从代谢的角度来看，棕色脂肪可能还有其他作用。”

没有寒冷也能激活棕色脂肪？

考虑到长期处于寒冷环境可能带来的不适和对心脏健康的潜在风险，尤其是对于有心血管疾病和代谢问题的人群，科研人员正致力于开发新的化学方法来模拟寒冷的效果，激活棕色脂肪而避免不良副作用。Kajimura实验室发现的棕色脂肪在氨基酸代谢中的新作用路径，为开发这类激活手段开辟了新的可能性，有望在未来的治疗策略中发挥重要作用，帮助管理糖尿病、肥胖等代谢性疾病，同时改善整体健康状况。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Anthony R.P. Verkerke et al. BCAA-nitrogen flux in brown fat controls metabolic health independent of thermogenesis. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.03.030.