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严重应激能把人类白色脂肪转化为褐色脂肪

动物实验结果表明,严重应激能促进白色脂肪组织向褐色脂肪组织转化。最新研究是对人类烧伤患者皮下脂肪的研究。皮下脂肪标本从20名严重烧伤儿童,分别在烧伤后早期(8±4天)和后期(37±25天),另外6名健康儿童为对照组。形态学分析发现,后期烧伤儿童皮下脂肪组织出现更多解偶联蛋白1(UCP1)染色阳性的多腔脂肪细胞,烧伤后期UCP1蛋白水平(22.88±4.45 ng/mg)比烧伤早期(6.88±1.39 ng/mg)和健康儿童(2.72±0.31ng/mg)皮下脂肪组织显著增加。

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与健康儿童相比,烧伤后期皮下脂肪组织线粒体偶联和脱偶联呼吸分别超过3和4倍,代表线粒体水平的柠檬酸合成酶活性高3.7倍。这些结果表明,在严重烧伤这种严重应激情况下人类皮下脂肪可以发生褐色转化,如果为了减肥尝试三度烧伤,这显然不可能让人接受。但这一研究或许为代谢调节药物开发提供新思路。


哺乳动物大多数脂肪细胞都属于白色脂肪细胞,小动物和人类新生儿有大量褐色脂肪细胞,这些细胞拥有大量线粒体,比白色脂肪更能高效地消耗能量物质产生热量。科学家曾经认为,人类出生后这种褐色脂肪细胞会很快消失。但是2009年后,科学家发现在成年人颈部周围仍然存在褐色脂肪,于是设想开发刺激产生更多褐色脂肪的药物,作为治疗肥胖、糖尿病和动脉硬化的新手段。此后,人类细胞和小鼠实验结果表明,极端寒冷刺激能刺激白色脂肪细胞转化为褐色脂肪细胞。但这种转化人体内是否也可以发生并没有研究证据。

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德克萨斯大学加尔维斯顿医学部儿科专家Labros Sidossis,根据临床上发现大面积三度烧伤患者康复阶段需要摄取更多热量才能维持体重,开始研究这些患者的脂肪细胞。他们对48名儿童和成年烧伤患者,分别在入院后和随后数周住院期间,采集皮下脂肪细胞。尽管脂肪组织开始都是正常的白色脂肪,但在烧伤康复阶段,这些患者的皮下脂肪开始出现褐色脂肪(其他严重应激如脑外伤是否也存在类似情况,如果不是,皮肤局部严重的炎症反应或许是重要原因),这些细胞线粒体明显增多,UCP1表达明显增加,能量代谢速度明显加快。


Sidossis推测,由于烧伤让患者丢失许多皮肤,这容易导致体热散失增加,形成类似于寒冷刺激的效应,白色脂肪变成褐色脂肪有利于体温保持。动物实验结果表明,肾上腺素是产生这种效应的重要因素。烧伤后高水平应激激素肾上腺素释放可能是启动这种转化的重要信号。这一研究至少证明人类白色脂肪也具有转化为褐色脂肪的可能。


虽然这种转化的褐色脂肪与传统的褐色脂肪不同,但严重烧伤患者大约每天会因此平均多消耗263大卡热量。虽然这不是非常多,但长期作用下可产生显著体重变化。Sidossis团队目前正在进一步研究造成这种转化的分子基础。

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