编者按
肥胖是糖尿病、心血管疾病和多种癌症等疾病发病和死亡的主要危险因素。尽管这些关联早已为人所知,并且这些状况影响着全世界数百万人,但我们对其潜在机制的了解仍然相当有限。脂肪通常被认为是肥胖的“万恶之源”,往往谈脂肪色变,在我们的传统观念中,脂肪不仅影响身材、还会危害健康。那么脂肪是否都是有害的呢?在近期举办的第84届美国糖尿病协会科学年会(ADA2024)上,来纽约洛克菲勒大学分子代谢实验室的Paul Cohen教授就“是否真的存在好脂肪?”这一话题进行了精彩讲述。
肥胖与多种疾病相关
肥胖是一种慢性、复发性和进行性疾病,是一项全球性的公共卫生挑战。肥胖是多种并发症的公认危险因素,包括2型糖尿病、血脂异常、高血压、心血管疾病、非酒精性脂肪性肝病、骨关节炎等。肥胖导致这些并发症的机制复杂,利用脂肪或脂肪组织的生物学特性可能可以作为解决这个问题的窗口。除了会导致肥胖并以脂滴形式储存多余热量的白色脂肪外,哺乳动物还拥有另一种脂肪,称为棕色脂肪,这些细胞实际上是棕色的,因为线粒体数量非常多,这些细胞不是储存能量,而是将化学能转化为热量。在形态及分布上,含单房脂滴的白色脂肪是躯体脂肪的主体,其所含细胞质和线粒体较少。含多房脂滴的棕色脂肪在动物体内主要分布在肩胛内侧或肾周,并有丰富的血管和神经支配。功能上,白色脂肪组织具有保温和保护内脏器官、调节脂肪酸的释放或储存以维持能量稳态以及分泌生物活性物质如瘦素、脂联素、炎性因子等作用。棕色脂肪可将化学能转化为热能以维持体温,同时可减轻肥胖和改善代谢异常。
成年人体内也存在可诱导的棕色脂肪
长期以来,人们一直认为棕色脂肪的作用是抵御体温过低,因为这种棕色脂肪实际上只与小型哺乳动物和新生儿有关。2009 年发表的一系列具有里程碑意义的研究推翻了这一观点,这些研究表明成年人的颈部和肩部存在着活跃的棕色脂肪,年龄较小、BMI较低、女性,或者经常处于较冷的环境、葡萄糖的水平降低等,都是棕色脂肪活跃的相关因素,成年人的棕色脂肪组织,可以在寒冷的时候燃烧热量,维持体温。棕色脂肪可通过18F-FDG PET/CT扫描来检测。针对健康人类的小型前瞻性研究表明,冷激活棕色脂肪与能量消耗增加以及葡萄糖和游离脂肪酸的处理增强有关。尽管这些效应激起了研究者对棕色脂肪作为肥胖及相关疾病治疗靶点的热情,但这些研究规模太小,棕色脂肪对人类代谢和心血管疾病的确切作用和重要性仍然存在争议。
棕色脂肪与心血管、代谢健康相关
为了探讨棕色脂肪与代谢和心血管疾病之间的关系,Paul Cohen教授团队回顾了2009年6 月1日至 2018日期间 Memorial医院生成的来自52 487例患者的134 529份18F-FDG PET/CT份扫描报告。研究结果[1]发现,棕色脂肪在女性中更为普遍(13.8% vs. 4.9%,P<0.0001),随着年龄的增长而下降(r = -0.9850,P<0.0001),并且与环境温度(r = -0.6993,P<0.0001)和 BMI 呈负相关。存在棕色脂肪的受试者2型糖尿病(T2DM)(4.6% vs. 9.5%,P<0.0001)和血脂异常(18.9% vs. 22.2%,P<0.0001)的患病率显著降低。这种效应也出现在心血管疾病中,包括心房颤动(2.8% vs. 3.6%,P=0.0050)、冠状动脉疾病(CAD)(3.1% vs. 4.9%,P<0.0001)、脑血管疾病(CVD)( 2.1% vs. 2.8%,P=0.0088)、充血性心力衰竭(CHF)(1.0% vs. 2.0%,P<0.0001)和高血压(26.7% vs. 30.7%,P<0.0001)。当进一步根据BMI对受试者进行分层时,结果发现,这些影响与肥胖无关,对于每种慢性疾病,棕色脂肪的存在似乎均具有保护作用。
棕色脂肪为何有益?
目前尚不清楚棕色脂肪如何从机制上促进和改善心脏代谢健康,Paul Cohen教授团队正在从以下三个方面探寻可能的机制:首先,棕色脂肪是否与白色脂肪分布更健康相关。在人体中,多余的脂肪储存是健康的一个重要决定因素,与那些将脂肪储存在皮下部位的人相比,那些将脂肪储存在内脏或苹果形部位的人更有可能患2型糖尿病、心血管疾病,甚至死亡。第二,棕色脂肪的一些广泛效应是否可能是由内分泌因子的分泌介导的?最后,棕色脂肪是如何调节的?棕色脂肪数量和活性的遗传决定因素是什么?棕色脂肪数量和活性的变异性表明其生物学可能存在遗传决定因素。促进棕色脂肪发育和活性的遗传因素可能会影响 T2DM 和代谢综合征的发病机制。
结语
尽管人们为预防和治疗肥胖及其相关疾病做出了巨大努力,但随着全球肥胖危机日益恶化,棕色脂肪作为潜在治疗靶点的出现颇具吸引力。未来的研究应该旨在提高我们对人类棕色脂肪调节的理解,并开发安全调节棕色脂肪活性的机制。
参考文献:1. Nat Med. 2021; 27(1): 58-65.
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