当夜幕降临、树叶凋零、户外被霜雪覆盖时,许多人会本能地调高暖气温度。外出时,我们也会裹上围巾帽子,层层加衣以抵御严寒。然而,这种寒冷不适感或许正是改善健康与减轻体重的关键所在。
原因在于一种特殊脂肪——棕色脂肪。与顽固附着在大腿、腰臀的白色脂肪不同,棕色脂肪在人体受冷时会燃烧热量并将其转化为热能。有人认为若能合理利用,它或可帮助瘦身。有趣的是,理论上只需冲个冷水澡、多摄入辛辣食物或咖啡因就能激活它。
但在跳入冰湖或喝下第四杯咖啡前,有必要探究棕色脂肪的 hype 是否经得起推敲。
棕色脂肪的独特之处
出生时,我们体内都储备着丰富的棕色脂肪,其作用如同内置加热器。婴儿肌肉量不足无法颤抖产热,因此依赖棕色脂肪将糖分和脂肪转化为热量。
棕色脂肪细胞含有异常高比例的线粒体——细胞内的能量工厂。但不同于常规线粒体生成三磷酸腺苷(ATP)这种通用能量货币,棕色脂肪细胞的线粒体含有一种名为解偶联蛋白1(thermogenin/UCP1)的蛋白质,使其能将食物热量直接转化为热能。
"受刺激时,棕色脂肪单位质量产热能力可达人体其他组织或器官的300倍,"英国诺丁汉大学发育生理学教授迈克尔·西蒙兹(Michael Symonds)表示。
关于棕色脂肪的多数认知源于对小鼠等啮齿类动物的研究。这类动物储备大量棕色脂肪,帮助它们在冬眠期间保持温暖。
"对祖先或小鼠等动物而言,低温是重大生存威胁,因此拥有能将能量转化为热能的组织极具优势,"纽约洛克菲勒大学研究分子代谢的副教授保罗·科恩(Paul Cohen)解释道。数十年研究证实,在小鼠实验中棕色脂肪能吸收血液中的糖分和脂肪,并似乎能保护其免受肥胖及糖尿病、心脏病等代谢疾病侵害。
成人棕色脂肪的发现
然而成年人都擅长用其他方式保暖——开启暖气、盖厚被子或穿保暖外套。人们曾普遍认为青春期后棕色脂肪几乎消失,由常见的白色脂肪取而代之。这也导致多数科学家认为棕色脂肪在婴儿期后对健康无实质作用。
2009年情况发生转变:芬兰与瑞典研究人员发现,成年不仅仍存有棕色脂肪,且在16℃以下环境中,这种脂肪会被激活并开始吸收血液中的葡萄糖与脂肪。研究还显示人体体重与棕色脂肪储量存在明确相关性:体态苗条者储量更高,肥胖者则较少;棕色脂肪较多者在寒冷中代谢率也更高。这些发现暗示棕色脂肪或可成为肥胖治疗的新靶点。
2021年,纽约洛克菲勒大学科恩团队的研究为该领域注入新动力。他们分析了5.2万余人的正电子发射断层扫描(PET)结果,对比有无棕色脂肪人群的健康数据,发现拥有棕色脂肪者患2型糖尿病、心脏病、中风及高血压的比率显著更低。此外,瘦削人群更可能拥有棕色脂肪,且储量较大者血液中葡萄糖与甘油三酯水平更低,胰岛素敏感性更高,同时"好胆固醇"——高密度脂蛋白(HDL)含量更优,这些均为健康代谢的标志。
棕色脂肪能否助减肥?
然而棕色脂肪是否真能带来这些健康益处尚不明确。事实可能是人体体型过大且棕色脂肪储量过少,难以燃烧足量白色脂肪以实现显著减重。多数成年人仅存微乎其微的棕色脂肪——0.02至300克,不足人体总质量的0.5%。
"白色脂肪扩张能力几乎无限——有人白脂肪超100公斤,而棕色脂肪最多仅数百克,"科恩指出。
尽管棕色脂肪未必能减重,但它可能通过其他途径促进健康。例如,它或能改善代谢健康——即身体有效处理利用食物能量的能力。代谢健康不良者难以快速清除血液葡萄糖,增加2型糖尿病风险。棕色脂肪可能通过吸收血糖或分泌调节胰岛素敏感性的激素来发挥作用。
"就全身能量消耗而言,它在人体中的作用可能远不如小鼠显著,"科恩表示,"基于数据,我个人认为激活棕色脂肪并非治疗肥胖或大幅减重的有效手段。但证据更充分地表明,激活棕色脂肪或可降低血糖水平并改善代谢健康。因此若存在治疗价值,更可能用于解决肥胖并发症及衰老问题,而非直接治疗肥胖本身。"
如何激活棕色脂肪以利用其潜在"超能力"?一种方法是忍受寒冷暴露:冰浴、冬泳或低温疗法舱(一种将身体暴露于极低温1-3分钟以促进康复的设备)。冷水浸入的冲击会触发身体危险警报,启动战斗或逃跑反应,释放神经递质去甲肾上腺素,从而"激活"棕色脂肪细胞。
丹麦索伯格研究所(Søberg Institute)创始人、代谢科学家苏珊娜·索伯格(Susanna Søberg)多年研究冷水冬泳对人体的影响。在一项实验中,她的团队对比了冬季常跳入冰冻斯堪的纳维亚湖泊的男性与不进行此"疯狂行为"者。受试者饮用糖水两小时后检测血糖和胰岛素水平,结果显示冷水游泳者清除血糖更快且胰岛素敏感性更佳。研究表明,每周2-3次、每次数分钟的极寒暴露足以激活棕色脂肪、改善胰岛素敏感性并降低压力。但需注意,常进行冰泳者可能更倾向日常运动,这或能解释其健康优势。
科恩团队也在调查明尼苏达州明尼阿波利斯市冬季常在冰湖游泳的人群是否产生相同效果。"当地冬季寒冷到湖面结冰,游泳者常需破冰入水,"科恩解释道。
提升棕色脂肪水平的方法
值得注意的是,凉爽(非极寒)环境也可能实现类似效果。2014年一项研究中,五名健康男性在19℃(66℉)室温下睡眠一个月,仅穿薄病号服和盖轻薄被褥。试验结束后,他们的棕色脂肪量增加42%,胰岛素抵抗(关键健康指标)也得到改善。但当研究人员将温度调至24℃(75℉)后,棕色脂肪又消失了。
2013年,荷兰研究人员让17名健康成人每天暴露于15-16℃(59-60.8℉)环境6小时。仅10天治疗就提升了棕色脂肪活性并减少颤抖,参与者报告试验后更耐寒。
辣椒素(辣椒中的化合物)已被证实可提升小鼠棕色脂肪水平(图片来源:盖蒂图片社)
科恩团队正研究每日穿戴"冷感背心"三小时是否具同等效果。"冷感背心形似救生衣,内部循环冷水,"科恩说,"目标不是让人发抖,而是达到临界温度后提升约2℃。"
调低暖气或冲冷水澡或许也有类似益处。一项研究显示,14-15℃(57.2-59℉)室温生活足以提升八名2型糖尿病患者的胰岛素敏感性;荷兰随机对照试验发现,每日冷水淋浴者病假天数更少——即使仅站立30秒冰水下也有效益。"小型研究表明冷水淋浴或有益健康,但能坚持者本身可能更健康,"西蒙兹指出,"多数人认为即便短时冷水澡也是严峻挑战。"
激活棕色脂肪或能助力健康与减重,但必须配合其他健康生活方式改变。
除忍受寒冷外,还有其他提升棕色脂肪的方法吗?西蒙兹的研究表明,咖啡因(特别是咖啡)可刺激棕色脂肪开始燃烧葡萄糖并将其转化为热能。但其他科学家认为需每日饮用100杯咖啡方能获益,这对最忠实的咖啡爱好者也不现实。
辣椒素在小鼠实验中已证实能激活棕色脂肪,人类研究也现端倪。一项研究中,10名男性连续六周每日服用辣椒素药丸。试验结束时,这些人在低温下的棕色脂肪活性高于试验初期。
那么,我们是否该放弃调高暖气,更多拥抱寒冷?或许如此,但若想稳妥提升健康,可能还有更优先选项。科恩强调均衡心脏健康饮食、规律运动、控制胆固醇/血压/血糖及保持健康体重最为重要。尝试冷水游泳前务必咨询医生,因其未必适合所有人。西蒙兹认为激活棕色脂肪可在健康与减重方面发挥作用,但必须与其他健康生活方式协同。
"我们发表关于咖啡因激活棕色脂肪益处的研究后,有人写信说:我每天喝10杯咖啡仍体重超标,"西蒙兹回忆道,"并非喝越多咖啡越易减重。咖啡因是潜在刺激因素之一,但核心在于健康均衡饮食、积极生活方式、避免久坐,以及远离加工食品。"
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