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聽說戒糖好處多!身體少了糖會發生甚麼事?

careonline_96
・2020/10/15 ・3082字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

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在被客戶刁難的日子,被家人朋友氣瘋的時候,你是不是想要去找塊甜滋滋的蛋糕,或喝杯青蛙黑蛋奶才能壓壓驚呢?吃甜甜好開心似乎是人之常情,你也是只要心情不好,就想吃個甜食獲取療癒嗎?

然而,現在大家都在喊「戒糖」,似乎戒糖才能控制體重。然而,你是否會擔心萬一不能吃到甜食,會不會變成太過憂鬱?究竟戒糖之後,身體會產生怎樣的變化呢?

糖隨處都在——自然界中的天然糖分

自然界中存在許多糖。水果吃起來甜甜地,就是裡面存有糖分;番薯飯在嘴裡嚼一嚼,甜,因為裡面有天然的糖;再看看成分無調整的鮮奶裡,每 100 克的鮮奶就有 4.8 公克的糖分。沒錯,水果、蔬菜、穀物、牛奶等天然食物裡都有糖。

不過,這大概不是我們戒糖的重點,大家先不要擔心一旦戒糖,是不是連蔬菜水果都不能吃了,其實只要是原型食物,同時就還有礦物質、維生素、與各種身體所需的營養素,只要烹調方式簡單點,別加太多調味,都可以繼續適量的攝取

所以,我們這裡要說的戒糖,是要請大家從「額外添加的精緻糖」做起。

戒糖 STEP 1:先戒掉額外添加的精緻糖

哪些食物是有添加的精緻糖呢?其實除了天然的蔬果、牛奶、穀物之外,如果你吃到會甜的東西,常常都是額外添加精緻糖做成的。不管是手上拿著的大杯珍奶、飲料、調味的牛奶、可樂、冰糖滷味、各類醬汁、冰淇淋、糖果、餅乾、各類麵包蛋糕等烘焙品,都是額外添加的糖份,這就是我們需要戒掉的。

無論廣告告訴你這是用黑糖、蜂蜜、楓糖漿、玉米糖漿、還是蔗糖,這些額外添加的糖份都會豐富食物的風味,但同時也是增加熱量,卻沒有其他的營養成分。請記得,這些添加糖即使含有一些礦物質或維生素,含量也是少之又少,請不要以為用黑糖、蜂蜜就是很健康。

每當我們吃進甜食,糖分會促使腦內釋放多巴胺與血清素,暫時性讓人覺得舒服愉快,然而這時身體又需要分泌胰島素降低血糖。血糖和情緒就在攝取甜食之中一下飆高,一下陡降,分泌不穩定。

不僅如此,這些糖分是不帶有其他營養素的「空熱量」,在攪亂內分泌後,還會轉成脂肪存在體內。所以,添加了精緻糖的甜食就真的是「包著糖衣的毒藥」,還是種成癮物質,讓你有種來得快、去得快的愉悅感,而這眼前的快樂持續不了多久,下次又想再來一點、多來一點,需求量愈來愈高。

假使我們現在對甜食已經開始成癮,覺得大杯飲料全糖都不夠甜的話,就要非常小心啊。我們曾討論過「戒糖的方式」,這次,就來說說戒糖之後對身體的變化。

戒糖 STEP 2:初戒很痛苦,想想好處有這麼多!

戒糖後,你大概會想得到,剛開始會有點痛苦的。

原本點綠茶時至少要半糖,現在變成不加糖,可能有點喝不下。畢竟我們對糖的需要是種成癮,那想要戒糖時,就跟想要戒斷任何其他對酒精、毒品成癮一般,變得很焦躁不安。戒糖者會說,剛開始點無糖的飲料後,腦袋瓜像被蒙上一層薄霧,更容易覺得疲憊不堪、頭痛,內心有說不出來的焦躁感呢。然而,請堅持下去,戒糖的好處即將出現。

  • 頭腦更清晰

很多人會想,要吃一點甜的,血糖充足了,腦筋應該會比較好吧!不過,攝取過多的糖分其實會影響腦內的化學物質,讓頭腦難以形成新的記憶,進而認知功能。戒糖之後,反而會讓頭腦裡正常分泌化學物質,讓思緒更清晰。

  • 皮膚變好

過個幾天,戒糖者可能就會發現自己皮膚變好了!畢竟當加工糖份愈多,身體就需要加強分泌胰島素,而胰島素的濃度高峰愈多,愈容易引起皮膚發炎反應,導致彈性纖維與膠原蛋白受傷分解,皮膚就難保水嫩 Q 彈。

而且當糖分攝取太多,體內糖化終產物愈多,也會破壞彈性纖維與膠原蛋白。所以很愛吃甜食,比較容易長皺紋,或有酒糟性皮膚炎、青春痘等問題,這些狀況在戒糖後會獲得改善。

  • 睡得更好

有些戒糖者會明確發現自己睡得比較好,或說能睡得比較深。

根據研究,精緻加工糖會影響慢波睡眠與快速動眼期。慢波睡眠期是我們睡覺時的深度睡眠期,這段時間沒睡好,精神就比較差,意識鈍鈍的,比較沒辦法清醒過來,白天學習到的知識、記憶都更難存好放在腦袋裡。而快速動眼期屬於我們夜間作夢的階段。

擺脫糖分的影響後,戒糖者半夜突然醒來的次數會變少,睡眠時比較不會那麼淺眠,整體來說都能增進睡眠品質。

  • 體重、心血管疾病機會降低

剛開始想要戒糖的人,許多都是為了要減輕體重,畢竟這些多餘的糖分屬於「空熱量」,會轉成脂肪存入體內。

因此常常吃太多糖,還會增高血壓與血中壞膽固醇的濃度。而開始戒糖後,就可以減少熱量攝取,體重會降低,血壓、血脂也會跟著降低,進而減少心血管疾病發生的機會。根據研究,每天熱量來源中,糖分占了 25% 的人,死於心血管疾病的機會是每天糖份佔熱量 10% 人的兩倍。

  • 牙齒更健康

口腔內有糖份時,細菌就容易滋長。就算每天有好好刷牙,假使隨時來一杯可樂或珍珠奶茶,就會讓口腔成為細菌生長的好場所,就很難維持口腔衛生。

戒糖看重點:控制額外添加精製糖份量

所以,看到這裡,我們的建議非常明確,就是要「控制額外添加精製糖」的份量,無論是麵包烘焙品、醬料、糖飲等含糖的食物,最好是適可而止,不吃也沒關係。一般飲食建議成人每天的添加糖攝取不要超過總熱量的 10%,美國心臟學會的建議更明確,希望女性每天控制添加糖的攝取量在 25 克以內,男性在 37 克以下。然而,統計上看起來成人攝取的糖量常常超標兩、三倍以上。

剛開始大家可能對「添加糖有幾克」是沒什麼概念的,而這時就要多多讀食物的成分標示。當食物標示上面有寫到「蔗糖、葡萄糖、果醣、麥芽糖、糖蜜、水解澱粉、轉化糖、玉米糖漿、蜂蜜」等成分的,都是指添加糖份。盡量選擇每 100 公克裡,含糖量小於 5 克的食物

戒糖有陷阱:零脂肪或幫助消化就是好?小心精緻糖!

如果認真看食物成分你會發現一罐 330cc 的可樂,總糖份就是 35 克。一天喝一瓶就接近添加糖超標了。而許多人認為很健康的乳酸菌飲料,糖份比例也極高,每 100 毫升常含有 15 克左右的糖,千萬不要以為上面寫著零脂肪或幫助消化就是健康飲品。

另外,一杯大杯 700cc 的珍珠奶茶,就算你很客氣的點了微糖版本,總糖量也是將近 40 克,全糖的就更不用說了,已經是超過 60 克 的糖。為了健康著想,這些都是少碰為妙。更多減糖技巧,請看「七招減糖大作戰」。

想要健康飲食,就要注意自己每次做出的選擇,不要養成喜歡重口味的壞習慣,才能常保健康。

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・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!
台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2682字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

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聽說戒糖好處多!身體少了糖會發生甚麼事?
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然而,現在大家都在喊「戒糖」,似乎戒糖才能控制體重。然而,你是否會擔心萬一不能吃到甜食,會不會變成太過憂鬱?究竟戒糖之後,身體會產生怎樣的變化呢?

糖隨處都在——自然界中的天然糖分

自然界中存在許多糖。水果吃起來甜甜地,就是裡面存有糖分;番薯飯在嘴裡嚼一嚼,甜,因為裡面有天然的糖;再看看成分無調整的鮮奶裡,每 100 克的鮮奶就有 4.8 公克的糖分。沒錯,水果、蔬菜、穀物、牛奶等天然食物裡都有糖。

不過,這大概不是我們戒糖的重點,大家先不要擔心一旦戒糖,是不是連蔬菜水果都不能吃了,其實只要是原型食物,同時就還有礦物質、維生素、與各種身體所需的營養素,只要烹調方式簡單點,別加太多調味,都可以繼續適量的攝取

所以,我們這裡要說的戒糖,是要請大家從「額外添加的精緻糖」做起。

戒糖 STEP 1:先戒掉額外添加的精緻糖

哪些食物是有添加的精緻糖呢?其實除了天然的蔬果、牛奶、穀物之外,如果你吃到會甜的東西,常常都是額外添加精緻糖做成的。不管是手上拿著的大杯珍奶、飲料、調味的牛奶、可樂、冰糖滷味、各類醬汁、冰淇淋、糖果、餅乾、各類麵包蛋糕等烘焙品,都是額外添加的糖份,這就是我們需要戒掉的。

無論廣告告訴你這是用黑糖、蜂蜜、楓糖漿、玉米糖漿、還是蔗糖,這些額外添加的糖份都會豐富食物的風味,但同時也是增加熱量,卻沒有其他的營養成分。請記得,這些添加糖即使含有一些礦物質或維生素,含量也是少之又少,請不要以為用黑糖、蜂蜜就是很健康。

每當我們吃進甜食,糖分會促使腦內釋放多巴胺與血清素,暫時性讓人覺得舒服愉快,然而這時身體又需要分泌胰島素降低血糖。血糖和情緒就在攝取甜食之中一下飆高,一下陡降,分泌不穩定。

不僅如此,這些糖分是不帶有其他營養素的「空熱量」,在攪亂內分泌後,還會轉成脂肪存在體內。所以,添加了精緻糖的甜食就真的是「包著糖衣的毒藥」,還是種成癮物質,讓你有種來得快、去得快的愉悅感,而這眼前的快樂持續不了多久,下次又想再來一點、多來一點,需求量愈來愈高。

假使我們現在對甜食已經開始成癮,覺得大杯飲料全糖都不夠甜的話,就要非常小心啊。我們曾討論過「戒糖的方式」,這次,就來說說戒糖之後對身體的變化。

戒糖 STEP 2:初戒很痛苦,想想好處有這麼多!

戒糖後,你大概會想得到,剛開始會有點痛苦的。

原本點綠茶時至少要半糖,現在變成不加糖,可能有點喝不下。畢竟我們對糖的需要是種成癮,那想要戒糖時,就跟想要戒斷任何其他對酒精、毒品成癮一般,變得很焦躁不安。戒糖者會說,剛開始點無糖的飲料後,腦袋瓜像被蒙上一層薄霧,更容易覺得疲憊不堪、頭痛,內心有說不出來的焦躁感呢。然而,請堅持下去,戒糖的好處即將出現。

  • 頭腦更清晰

很多人會想,要吃一點甜的,血糖充足了,腦筋應該會比較好吧!不過,攝取過多的糖分其實會影響腦內的化學物質,讓頭腦難以形成新的記憶,進而認知功能。戒糖之後,反而會讓頭腦裡正常分泌化學物質,讓思緒更清晰。

  • 皮膚變好

過個幾天,戒糖者可能就會發現自己皮膚變好了!畢竟當加工糖份愈多,身體就需要加強分泌胰島素,而胰島素的濃度高峰愈多,愈容易引起皮膚發炎反應,導致彈性纖維與膠原蛋白受傷分解,皮膚就難保水嫩 Q 彈。

而且當糖分攝取太多,體內糖化終產物愈多,也會破壞彈性纖維與膠原蛋白。所以很愛吃甜食,比較容易長皺紋,或有酒糟性皮膚炎、青春痘等問題,這些狀況在戒糖後會獲得改善。

  • 睡得更好

有些戒糖者會明確發現自己睡得比較好,或說能睡得比較深。

根據研究,精緻加工糖會影響慢波睡眠與快速動眼期。慢波睡眠期是我們睡覺時的深度睡眠期,這段時間沒睡好,精神就比較差,意識鈍鈍的,比較沒辦法清醒過來,白天學習到的知識、記憶都更難存好放在腦袋裡。而快速動眼期屬於我們夜間作夢的階段。

擺脫糖分的影響後,戒糖者半夜突然醒來的次數會變少,睡眠時比較不會那麼淺眠,整體來說都能增進睡眠品質。

  • 體重、心血管疾病機會降低

剛開始想要戒糖的人,許多都是為了要減輕體重,畢竟這些多餘的糖分屬於「空熱量」,會轉成脂肪存入體內。

因此常常吃太多糖,還會增高血壓與血中壞膽固醇的濃度。而開始戒糖後,就可以減少熱量攝取,體重會降低,血壓、血脂也會跟著降低,進而減少心血管疾病發生的機會。根據研究,每天熱量來源中,糖分占了 25% 的人,死於心血管疾病的機會是每天糖份佔熱量 10% 人的兩倍。

  • 牙齒更健康

口腔內有糖份時,細菌就容易滋長。就算每天有好好刷牙,假使隨時來一杯可樂或珍珠奶茶,就會讓口腔成為細菌生長的好場所,就很難維持口腔衛生。

戒糖看重點:控制額外添加精製糖份量

所以,看到這裡,我們的建議非常明確,就是要「控制額外添加精製糖」的份量,無論是麵包烘焙品、醬料、糖飲等含糖的食物,最好是適可而止,不吃也沒關係。一般飲食建議成人每天的添加糖攝取不要超過總熱量的 10%,美國心臟學會的建議更明確,希望女性每天控制添加糖的攝取量在 25 克以內,男性在 37 克以下。然而,統計上看起來成人攝取的糖量常常超標兩、三倍以上。

剛開始大家可能對「添加糖有幾克」是沒什麼概念的,而這時就要多多讀食物的成分標示。當食物標示上面有寫到「蔗糖、葡萄糖、果醣、麥芽糖、糖蜜、水解澱粉、轉化糖、玉米糖漿、蜂蜜」等成分的,都是指添加糖份。盡量選擇每 100 公克裡,含糖量小於 5 克的食物

戒糖有陷阱:零脂肪或幫助消化就是好?小心精緻糖!

如果認真看食物成分你會發現一罐 330cc 的可樂,總糖份就是 35 克。一天喝一瓶就接近添加糖超標了。而許多人認為很健康的乳酸菌飲料,糖份比例也極高,每 100 毫升常含有 15 克左右的糖,千萬不要以為上面寫著零脂肪或幫助消化就是健康飲品。

另外,一杯大杯 700cc 的珍珠奶茶,就算你很客氣的點了微糖版本,總糖量也是將近 40 克,全糖的就更不用說了,已經是超過 60 克 的糖。為了健康著想,這些都是少碰為妙。更多減糖技巧,請看「七招減糖大作戰」。

想要健康飲食,就要注意自己每次做出的選擇,不要養成喜歡重口味的壞習慣,才能常保健康。

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我的棕色脂肪會發熱!——認識脂肪的 3 種顏色與產熱機制
slekmed_96
・2021/08/13 ・4441字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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難度:★★☆☆☆

應備知識:細胞內的訊號傳遞

連結大學:分子生物學、生物化學

哦〜不!看著體重計上逐漸上升的數值,再看看肚子周圍、手臂下方在你不知不覺間,偷偷長大的肥肉,忍不住驚聲尖叫起來!默默懊悔著因為學測將近而荒廢了運動,責備因社團、課業或工作太繁重而懶得從座椅上移開的身軀。抓著肚子上的累贅,你愁眉苦臉地看著它。但,脂肪真的如此萬惡嗎?除了常常聽到一些關於脂肪的益處,像是脂肪可以作為內臟的緩衝、可以保暖等,其實它的好處不只有被動的保暖,還可以產生熱能!

今天就讓我們從各種「顏色」的脂肪談起,再來看看身體中的好脂肪——棕色脂肪究竟如何產生熱能,不會形成腹部周圍一圈圈增厚的「游泳圈」,還能在冷冷的寒冬中製造溫暖!

fat big hero 6 GIF
圖/GIPHY

脂肪還有分顏色?談談脂肪分類

脂肪細胞的型態並不是只有一種,依照功能、特性的差異,可以將它們分為白色脂肪、棕色脂肪和米色脂肪(圖一)。白色脂肪(White adipose tissue)就是我們最熟悉的脂肪,在餐桌上的肥豬肉中常常可以看到它的身影,白白嫩嫩的讓人口水直流!如果把它放在顯微鏡底下觀察,會發現整顆細胞幾乎被肥滋滋的大油滴佔據,可憐的細胞核都委屈的被擠到細胞角落,可知這個大油滴對白色脂肪多麼重要!它的功能就是用脂質的形式儲存能量,也能保護內臟與隔熱保溫。而棕色脂肪又是什麼呢?難道是「黑化」的白色脂肪嗎?沒那麼可怕!棕色脂肪(Brown adipose tissue)的任務和白色脂肪不同,長相當然也有所不同。白色脂肪細胞中只有一顆大油滴,但棕色脂肪細胞中卻有多個小油滴分散,且細胞尺寸也較小;除此之外,他們最重要的差別在於棕色脂肪有許多粒線體,且粒線體內還存在一種特殊蛋白——UCP1,它就是棕色脂肪產熱的關鍵(El et al., 1954)。

咦,那米色脂肪(Beige/Brite adipose tissue)又和上面兩種脂肪有什麼關係呢?用色彩的思維推測,介於白色和棕色之間的米色……沒錯!米色脂肪功能的確就介於白色與棕色脂肪之間!在平常狀況下,米色脂肪比較像白色脂肪,但當處在長期寒冷的環境中,米色脂肪就會開始變身,產生許多粒線體和 UCP1 蛋白,加入棕色脂肪的產熱行列(Giralt & Villarroya, 2013)。理解了這三種「大地色系」脂肪的差別,我們也漸漸聚焦出今日主角:棕色脂肪的產熱!究竟這些脂肪細胞是怎麼運用上面提到的粒線體和 UCP1 蛋白來產生熱量,溫暖寒冬中瑟瑟發抖的我們呢?

圖/SLEK提供

棕色脂肪產熱機制——傳訊與脂質分解

為了產生熱能,棕色脂肪細胞需要經過三個步驟:訊息傳遞、脂質分解和熱能生成。不瞞你說,其實這背後有段離奇的故事,一段關於一群想看電影,卻不乖乖買票入場,反而利用後門鑰匙偷偷進入電影院的故事。

故事是這樣開始的……「鬼滅之刃」終於上映了!自從發布這個好消息後,好評就像訊息傳遞一樣一傳十、十傳百的擴散開來,大家都興奮的想趕快到電影院跟風一波。你的身體裡也有同樣的效應!像發布電影上映消息一樣,交感神經分泌了作為產熱訊號的神經傳導物質——去甲基腎上腺素(Norepinephrine, NE),開啟一連串的訊息傳導。棕色脂肪細胞利用細胞膜上的β型腎上腺素受體,接收到了產熱訊號NE,引發細胞內第二傳訊分子 cAMP 產生,接著 cAMP 活化 PKA (protein kinase A),在細胞質中繼續將訊息傳遞下去(Nedergaard & Cannon, 2018)。

再回到故事中,雖然好想在電影院裡觀賞鬼滅之刃,但電影票好貴!因此,大家想出了一個辦法,如果能從電影院的後門進去,就可以逃過售票人員法眼,享受大螢幕帶來的快感了!前提是:我們需要一把電影院後門的鑰匙。由於不知道鑰匙究竟藏在哪裡,所以就只能自己製造一把啦!剛剛我們已經介紹了一連串的訊息傳遞,最後這些訊號傳到了棕色脂肪細胞質中的三種脂肪酶:三酸甘油酯脂肪酶(Adipose triglyceride lipase, ATGL)、荷爾蒙敏感型脂肪酶(Hormone sensitive lipase, HSL)和單酸甘油酯脂肪酶(Monoglyceride lipase, MGL),這三種脂肪酶就像鑰匙工匠,一步步把金屬塊打造成能開啟電影院後門門鎖的鑰匙。

在生物體內,脂肪酶的功用是水解脂肪,產生小分子的游離脂肪酸(Free fatty acid, FFA),它在棕色脂肪產熱過程中正是扮演「鑰匙」這項重要角色。首先,ATGL 先將三酸甘油酯水解成二酸甘油酯,接著由 HSL 將二酸甘油酯水解成單酸甘油酯[註1],最後再由MGL將單酸甘油酯水解成 FFA (Nedergaard & Cannon, 2018)。經過一連串 NE、cAMP、PKA 的訊息傳遞、脂質分解,細胞終於產生 FFA 這把開啟產熱之門的鑰匙!(圖二)接下來就讓我們慢慢從細胞質看向粒線體,並繼續說電影院的故事。

圖/SLEK提供
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棕色脂肪產熱機制——熱能生成

現在我們擁有後門鑰匙,可以偷偷的、偷偷的,從後門溜進電影院,好好享受高級的音響設備和舒適空間!知道有這樣的好康,大家理所當然都不願意買票從正門入口進場,大批民眾從後門鬼鬼祟祟進入,電影院賺不到這筆錢,卻還得付出清潔費和播映電影的成本,損失慘重呀!

在棕色脂肪細胞中,也發生了和電影院一樣的離奇故事。棕色脂肪細胞中的粒線體就像電影院,在它的粒線體內膜上,存在許多特殊的蛋白 UCP1(Uncoupling protein 1),它是一種載體蛋白,可以將氫離子從膜間腔(Intermembrane space)運輸到粒線體基質(Mitochondrial matrix)中。一般來說,粒線體是細胞的發電廠,可以透過呼吸作用來產生能量 ATP,而這中間經歷了重重關卡。首先,葡萄糖經過糖解作用形成丙酮酸;丙酮酸轉變成乙醯輔酶 A 後進入檸檬酸循環,產生高能分子;最後由這些高能分子提供電子,進入電子傳遞鏈(Urry et al., 2017)。棕色脂肪產熱就是和最後一個步驟:電子傳遞鏈有關。

傳遞電子的過程發生在粒線體內膜上。過程中,粒線體內膜上的蛋白會將電子傳給能階較低的蛋白,逐步釋放高能電子中的能量,作為將氫離子從基質主動運輸至膜間腔的動力,膜間腔氫離子濃度因此升高,建立起氫離子的電化學梯度(Electrochemical gradient)。在一般狀況下,高濃度的氫離子就會從粒線體內膜上的 ATP 合成酶流入,產生 ATP。此時,ATP 合成酶就好像粒線體這間電影院的正門,顧客從正門進入,為電影院帶來收益,也就是 ATP。

但在棕色脂肪中就不是這樣了!上一段提到,我們已獲得了電影院的後門鑰匙,這把鑰匙就是 FFA,而電影院的後門就相當於粒線體內膜上的 UCP1。FFA 可以結合並活化 UCP1,當 UCP1 被啟動後,氫離子就從 UCP1 流入基質,而不是從 ATP 合成酶了。因此,原本膜兩側的氫離子濃度差所建立的「位能」可以用來產生 ATP,如今卻無法合成,這些位能最終只能轉換成熱能散逸(Nedergaard & Cannon, 2018)(圖三)。就像電影院的故事一樣,有了後門鑰匙的顧客不再買票從正門光顧,反而從後門進入,電影院不能獲得利益(ATP),顧客還會製造髒亂,造成電影院負擔(形成熱量散失)。

即便故事中的電影院不能獲益,人體還是靠著棕色脂肪獲得暖暖的熱量~現在你懂了棕色脂肪會藉由粒線體內膜上 UCP1 蛋白來破壞氫離子電化學梯度,使 ATP 無法合成,位能於是轉成熱能。了解產熱機制後,我們來看看究竟棕色脂肪分布在身體哪些區域吧!

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我也想要棕色脂肪!棕色脂肪在哪裡

當你現在有能力專注閱讀這篇電子報,我就必須告訴你:很遺憾的,你的棕色脂肪已經退化許多啦!一生中棕色脂肪最旺盛的時候是嬰幼兒時期,因為剛出生時,進入比媽媽身體的 37℃ 還要冷的世界中,需要產生大量熱量來維持體溫;再加上嬰兒的肌肉不發達,無法藉由顫抖來產生熱量,身體的表面積/體積比又遠高於成人,熱量易散失(Lidell et al., 2018)。因此,豐富的棕色脂肪是支持寶寶活下去的重要組織!成年人也有棕色脂肪,但比小時候還要少許多,分布在頸部、鎖骨上方、肩胛骨、脊椎旁和腎臟周圍(Zoico et al., 2019) (圖四)。

雖然我們的棕色脂肪漸漸退化了,但還是有些因素能刺激棕色脂肪產生,或是藉由提高粒線體與 UCP1 含量來增進棕色脂肪效能!像是長時間處在寒冷環境下,就能提升棕色脂肪效率、誘導米色脂肪產生!也有研究指出,食用特定食物也能提升棕色脂肪效能,例如辣椒中的辣椒素、茶葉中的兒茶素(Yoneshiro et al., 2017)都有類似效果!

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今天我們成功破除了脂肪油油肥肥的既定印象,不但學到脂肪原來還分成三種顏色,還深入了解棕色脂肪的產熱模式。從接收訊號開始,經過一連串的訊息傳遞後,將脂肪細胞中庫存的三酸甘油酯分解成 FFA,刺激 UCP1 啟動運輸氫離子,將電化學梯度的位能轉換成溫暖~雖然棕色脂肪部分退化了,但它曾經幫助你度過幼年時期,現在也默默地在脖子、肩胛骨附近溫暖著你!希望閱讀完這篇電子報後,能讓你對脂肪有新的見解!

看完文章後,你應該會知道:

  1. 脂肪細胞分成三種,白色、米色、棕色脂肪,其中米色和棕色脂肪都和身體熱能產生有關。
  2. 棕色脂肪產熱的訊息傳遞是透過 NE、cAMP、PKA 的傳訊途徑完成,導致脂肪酶分解脂質,產生 FFA。
  3. UCP1 蛋白受 FFA 活化後開始運輸氫離子,破壞電化學梯度使能量逸散。
  4. 棕色脂肪在人體的分布位置。

註解

  • 事實上,在 ATGL 先將三酸甘油酯水解成二酸甘油酯、HSL 將二酸甘油酯水解成單酸甘油酯的過程中,也都會產生 FFA。

參考資料:

  1. El Hadi, H., Di Vincenzo, A., Vettor, R., & Rossato, M. (2019). Food ingredients involved in white-to-brown adipose tissue conversion and in calorie burning. Frontiers in Physiology, 9, 1954.
  2. Giralt, M., & Villarroya, F. (2013). White, brown, beige/brite: different adipose cells for different functions?. Endocrinology, 154(9), 2992-3000.
  3. Nedergaard, J., & Cannon, B. (2018). Brown adipose tissue as a heat-producing thermoeffector. In Handbook of clinical neurology (Vol. 156, pp. 137-152). Elsevier.
  4. Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Reece, J. B. (2017). Campbell biology. Pearson Education, Incorporated.
  5. Lidell, M. E. (2018). Brown adipose tissue in human infants. In Brown Adipose Tissue (pp. 107-123). Springer, Cham.
  6. Zoico, E., Rubele, S., De Caro, A., Nicole, N., Mazzali, G., Fantin, F., … & Zamboni, M. (2019). Brown and beige adipose tissue and aging. Frontiers in Endocrinology, 10, 368.
  7. Yoneshiro, T., Matsushita, M., Hibi, M., Tone, H., Takeshita, M., Yasunaga, K., … & Saito, M. (2017). Tea catechin and caffeine activate brown adipose tissue and increase cold-induced thermogenic capacity in humans. The American journal of clinical nutrition, 105(4), 873-881.

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