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大肚腩,傷身容易消去難

科學松鼠會_96
・2011/10/24 ・3216字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

不是每個胖子都是大肚腩

胡吃海塞這些年,全球體重增幅遠跑過全球股市增幅。假如成年人體重指數(BMI)從25開始算超重,從30開始算肥胖(對一個身高1米7的人來說,也就是 73公斤級以上算超重,87公斤級以上算肥胖),那麼在我國肥胖和超重群眾居然佔了三分之一,這還是按美國標準。假如按日本標準,BMI從23開始算超重,25就算肥胖——那麼胖子至少半壁江山,虧得統計部門手下留情,給了微胖界人士一條活路!

體重指數BMI有個大問題,同樣計算出「超重」,肌群發達者和肥肉飄飄者,體型與體脂含量可是大不相同。再者,瘦子只有一種身材,就是骨肉停勻。胖子則分兩種:一雙象腿威武雄壯的梨形,與肚子能捏成陽關三疊的蘋果形。

中央肥胖、向心性肥胖、腹內脂肪堆積……這些令人云裡霧裡的術語一言以蔽之,就是蘋果身材的大肚腩。怎樣的肚腩才算「大」?最簡單的通行標準之一就是腰圍,美國國家膽固醇教育計劃(NCEP)認為男性腰圍102cm以上,或女性腰圍88cm以上,就是中央肥胖。而美國疾控中心則認為男性腰圍臀圍比0.9以下算安全,腰圍大過臀圍則是健康警鐘。也有研究者新近開始應用中央肥胖指數(Index of Central Obesity ,ICO),其實就是腰圍身高比……種種參數,不一而足,其實一個人倘若低頭不見五趾,多少也就心裡有數了。

內臟脂肪,有害健康

要說肥肉長在哪兒才好?促狹些的答案是——別人身上。正經些的答案則是,長在皮下總比長在內臟邊上強。

李開復先生有次在微博談及英語裡的兩種大肚腩:一是Muffin top,直譯是鬆餅那烘烤得肥大鬆軟的頂部,形似隆起的一圈腹部;二是Love handle,直譯為「愛的把手」,含義是揪起腰邊的贅肉就可以當把手,順順當當地把所愛的大肚腩牽走。

少有人知的是,一個大肚腩裡包含了兩種脂肪。用手能捏成把手的就是眾所周知的皮下脂肪,相比之下,對「鬆餅頂」實體貢獻良多的內臟脂肪可算名聲不彰,然而它對健康卻影響更甚。內臟脂肪深埋於腹腔內部,纏繞隱藏在諸多器官之間。倘若只把這些脂肪細胞當成懶怠動彈的肥油存儲倉庫,那是太過小覷了它們。實際上,內臟脂肪可以看做一個重要內分泌器官,它們製造分泌的許多物質對身體健康影響深遠——激素瘦素(leptin)可作用於食慾中樞,脂聯素(adiponectin)可以影響細胞對胰島素的反應,進而調節血糖。部分細胞因子則可能引發體內慢性炎症反應。正因如此,高高隆起的大肚腩已經成為代謝綜合徵的診斷指標之一,而研究數據也多有顯示,中央肥胖與心血管疾病、2型糖尿病、膽囊炎、膽石症甚至老年痴呆高發都可能相關。

大肚腩是怎樣煉成的

長出大肚腩,大抵三種可能:一是遺傳,二是疾病,三是多吃少動。

從遺傳角度說,「人人生而平等」絕對是個謊言。首先男女就不同,體內雄激素雌激素之比越高,腹部脂肪越容易積累,所以將軍肚比將軍夫人肚常見,不過女性更年期後雌激素水平下降,腰圍就此吹起來的也不罕見。至於細微的遺傳背景差異更是可以導致有人「喝涼水也胖」。吃的飼料完全一樣,出生時體溫較低的大鼠就是更易肥胖。一般人脂肪細胞不超過500億個,有人就能脂肪細胞數目比人多三倍。而《自然》雜誌剛登了英法瑞士研究者的聯合發現,人體16號染色體上名為「16p11.2」的區域一旦丟失,肥胖風險立時變為正常人的43倍,真正是天生我材必發胖

除了遺傳,下丘腦、甲狀腺、腎上腺等神經內分泌系統的疾病也可能引起代謝紊亂,導致繼發性肥胖。因此對於嚴重肥胖者,通常需要進行系列醫學檢查以排除疾病可能。

天生胖子或者病因性肥胖始終還是少數,大部分大肚腩,還是因著吃多了又懶怠動彈。人類食物匱乏忍饑挨餓幾萬年,托庇近百年化肥農藥之福,終於爬到食物鏈頂端睥睨眾生,過上了吃一碗倒一碗的好日子。沒想到,進化的腳步追不上生產力提高的翅膀。杜克大學醫學中心發現,久坐不動,半年內臟脂肪就能給你來個漲停板。腰間橫肉年年知為誰生,然後就聽見醫生冷聲說:體重/血糖/膽固醇水平超標。必須重新開始跟兔子似地啃著蘿蔔瘋跑——何苦來哉。

運動?節食?還是吃藥?

網上流傳一段視頻,一大腹便便的男士猛一吸氣,原本一體成型的肚腩驟然回縮,層疊凹出四橫一縱的紋路,遠望居然似足八塊腹肌。此消肚腩神技不好推廣,一是難以持久,二是要求的技術水平一般人難以企及,心肺功能稍差都吸不了那麼大一口氣。

從能量角度,消耗多於攝入就能輕身。然而肉來如山倒,肉去如抽絲。越胖就越不想動彈,越不想動彈就越胖。越胖就越抑鬱,越抑鬱就越想吃。好不容易下決心禁口,結果餓到沒力氣運動……每個怪圈都像逃不出的惡性循環。雖然誰都知道減肥無非四字「多動少吃」,但這動是怎麼個動法,吃又該如何安排?

運動減肥?不用吃藥不用挨刀甚至可以不用花錢,這辦法集千般優點於一身,唯一的缺點就是,太過反人性,誰用誰知道。時代不同了,又不是後面追著獅子老虎前面跑著早中晚餐,沒幾個人能克服惰性,冬練三九夏練三伏。仰臥起坐更是所有運動中最反人類的一種,額上青筋爆出、脊椎格格作響,簡直是每一下都讓人痛不欲生,最令人傷懷的是,仰臥起坐在消肚腩上並不比其他運動有用。對於內臟脂肪而言,指望「煉哪瘦哪」就像「吃哪補哪」一樣不靠譜,你的腹肌可能得到了一些鍛鍊,但是只要運動總量不夠,脂肪們依然不動如山。

單純節食?不是好辦法。一般來說,普通運動量的成年人每天大約需要攝入6000-10000千焦的熱量以維持體重,當攝入熱量過少,就會迫使身體進入「備戰備荒模式」——代謝率下降,同時努力存儲脂肪以度荒年,到頭來消耗的肌肉可能多過脂肪。再加上極端的節食也的確難以堅持,昨天還在燕窩漱口魚翅佐酒,今兒就成了吃糠咽菜,保不齊哪天就得開戒大吃。事實上,07年美國心理學協會總結了一系列研究後發現,六成以上節食者在兩年後體重不減反增。

吃減肥藥?不幸的是。儘管市面上減肥產品琳瑯滿目,但目前尚無一種減肥藥的長期有效性和安全性得到確認。例如作用於神經中樞以抑制食慾的西布曲明,在上市後的監測才發現可能引發嚴重的心腦血管疾病,如今已經退市。而機制是阻礙胃腸道吸收脂肪的奧利司他,由於一併抑制了脂溶性維生素的吸收,可能造成營養不良,還可能造成馬桶油膩……對付最後一種「副作用」唯四字真言管用:勤加擦洗。

有氧運動消肚腩


到頭來,目前公認的減肚腩方法其實還是那一個:強度低、持續時間長的有氧運動。快走、慢跑、打球、爬山、游泳、騎車都在此列……每天堅持運動半小時以上,一小時最佳。運動量可以逐漸增加,但必須量力而行。鍛鍊結束後,正常的感覺應該是呼吸略快,微微出汗,身心自覺舒適。假如頭痛噁心臉色青白,就是過度疲勞,需要降低運動負荷。

還有幾個小訣竅也有助於平坦腹部:首先是調整飲食結構,在保證營養充足的前提下限制油鹽攝入。其次是買個精確的體重秤外加一把捲尺,每天測腰圍體重,然後記載下來。這些數字的及時反饋,可以讓自己堅持得更久。還有,不妨改變一些小小的習慣,少乘電梯,站著上網,以及戒酒,一杯赤霞珠干紅葡萄酒熱量500千焦,十來杯就是一天熱量所需。最後一個辦法是依靠同伴,加入減肥小組,或者給自己找個一起運動的同伴,比如一隻會拖著你一路狂奔的薩摩耶。

萬事開頭難,消肚腩更是難中難。唯一的慰藉是,只要能堅持,鍛鍊會是一件漸入佳境的事情。麥克馬斯特大學的斯坦伯格(Gregory Steinberg)研究發現,在一個名字很長的酶——腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)調節下,骨骼肌中的能量工廠線粒體數目是可變的,鍛鍊就上升,不鍛鍊就下降。換言之,越是鍛鍊,骨骼肌利用能量效率就越高,鍛鍊起來身體感覺也就越是輕鬆。美國民眾鍛鍊活動指南建議每週運動兩個半小時,可讓心臟病風險下降14%;如果能達到5小時,那麼心臟病風險下降20%。還有個好消息是,就算這些運動量都達不到,有運動總也比沒動強。

本文作者為,來自於科學松鼠會[2011-10-09]

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科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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真有吃不胖的天選之人?科學家揪出造成肥胖的關鍵基因
羅夏_96
・2021/08/10 ・2742字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

你是那種喝水都會胖的人嗎?看著那些不需飲食控制和運動,就能享受美食並且保持好身材的人,是否感到羨慕忌妒恨?近期發表在 Science 上的研究顯示,如果擁有某些基因的變異,就有潛力成為吃不胖的天選之人( Akbari et al., 2021)。

肥胖對健康的隱患

肥胖是一個在全球範圍內不斷增長的巨大健康隱患,根據世界衛生組織的統計,2016 年全球肥胖人數已是 1975 年的近 3 倍;2016 年,18 歲及以上的成年人中,過重者超過 19 億,其中肥胖者超過 6.5 億人。

肥胖的定義為可損害健康的異常或過量脂肪累積,而常用於定義肥胖的指標為身體質量指數 (Body Mass Index, BMI)。根據世界衛生組織的定義,BMI ≧ 25 時為超重、BMI ≧ 30 為肥胖。不過由於 BMI 未必表示不同的個體有相同的肥胖程度,因此常會合併其他標準如腰臀比或其他心血管症風險因子一起評估。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6f/Obesity_%26_BMI.png/1024px-Obesity_%26_BMI.png
BMI 作為肥胖的指標。圖/維基百科

研究指出,肥胖者罹患心血管疾病、第二型糖尿病、退化性關節炎以及部分癌症的風險較高,也因此肥胖者的預期壽命較短。而全球因肥胖所造成的醫療支出逐年攀升,因此各國政府近年都積極推動減重的相關指引,期望能降低肥胖對醫療與經濟所造成的負擔。

想對抗肥胖,得先知道是怎麼胖的

肥胖的根本原因,是能量攝取與消耗間的不平衡所導致。簡單來說,就是熱量攝取太多而身體活動太少,這就導致脂肪的過量累積。在高熱量食物取得容易、工作形式轉為久坐與交通便捷的生活形態下,現代人想變胖並不難。雖然大部分人在飲食控制與運動的幫助下,都能有效地控制體重,但一個人是否容易發胖,還有很多因素必須考慮,從環境、生活型態、工作壓力到基因遺傳等都是會影響人發胖的因素。這些因素中,科學家對的基因遺傳更感興趣,因為了解造成肥胖背後的分子機制,就能為治療肥胖提供合適的藥物標靶。

事實上,先前已有不少研究找出與肥胖相關的基因。例如科學家透過研究早發性肥胖症[註1]患者的基因組,就找出有 20 多個基因對 BMI 有影響。另外通過全基因組關聯研究 (Genome-Wide Association Study, GWAS ) [註2] ,也發現了數百個常見的基因變異對 BMI 有一定程度的影響。不過在先前的研究中,其樣本數通常不大,因此找到的基因是否有代表性,或者是否能成為藥物開發的標靶,仍有待商榷。

為了能更好的找出肥胖相關基因,並在其中找到好的藥物標靶,雷傑納榮製藥公司 ( Regeneron Pharmaceuticals ) 與紐約醫學院、杜克大學和賓夕法尼亞大學組成聯合研究團隊,進行了迄今針對肥胖研究規模最大的 GWAS 分析,希望能找到造成肥胖的關鍵基因。

GWAS 揪出肥胖關鍵基因 —— GPR75

研究團隊收集來自墨西哥、美國和英國共 645,626 名受試者的資料,並對其基因組進行定序。通過比較 BMI 的高低與受試者的定序結果,研究人員找出 16 個基因的變異,與 BMI 的影響有著高度關聯。

研究團隊進行的大規模 GWAS 分析。圖 / 參考資料 1

這 16 個基因中,有 5 個引起研究團隊的興趣。這 5 個基因分別是 CALCRMC4RGIPRGPR151GPR75,因這 5 個基因不僅都是 G 蛋白偶聯受體 (G protein-coupled receptors, GPCRs)[註3],也都在調節食慾和新陳代謝的下視丘中表現,這讓它們非常適合做為治療肥胖的標靶。

研究團隊分析出影響 BMI 的相關基因。圖 / 參考資料 1

在進一步分析後,研究人員將目光放在 GPR75 這個基因上,原因是該基因的功能喪失型變異 ( loss-of-function variant)[註4]與較低的 BMI 之間有著最大的關聯。分析結果顯示,每 3000 人中就有 1 人帶有 GPR75 的變異,而擁有這個變異的「天選之人」似乎天生就不容易發胖,他們的 BMI 比普通人低 1.8、體重比普通人要輕 5.3 公斤、肥胖的機率也比普通人低 54%。

但上面的結果是根據定序分析所得出的,那麼 GPR75 在生理上是否真的對體重有重要影響呢?為此研究團隊用小鼠實驗來驗證。

研究人員將小鼠的 GPR75 基因剔除,模擬出 GPR75 的功能喪失型變異,並以高脂肪飲食餵養基因剔除小鼠與正常小鼠 14 周後,觀察兩者的體重是否會產生差異,而結果令他們相當驚奇。他們發現基因剔除小鼠的體重要比正常小鼠輕 44%,並且擁有更好的血糖控制能力、對胰島素的敏感也更高。基於這些結果,研究團隊認為 GPR75 確實是極具潛力的肥胖治療標靶。

GPR75 剔除小鼠在經歷 14 周的高脂肪餵食後,體重明顯比正常小鼠輕。圖 / 參考資料 1

雖然研究團隊找出 GPR75 這個基因有治療肥胖的潛力,現在的研究也指出人體內會活化 GPR75 的潛在分子。但遺憾的是,活化 GPR75 並不能達到減肥的目的,抑制 GPR75 才能達到。因此研究團隊的下一步,便是找到能關閉 GPR75 的方法,藉此來觀察是否能有效對抗肥胖。

而在這篇研究發表後,Science 也發表對這篇研究有著高度評價的專文( Yeo & O’Rahilly, 2021),認為這項研究不僅找出造成肥胖背後的新基因,也為治療肥胖的藥物開發以及分子機制提供了新的思路。不過在專文中也指出該研究的不足,例如只用 BMI 做為衡量身體胖瘦以及健康程度的指標並不精確,還需要更多其他因素進行分析。

雖然擁有 GPR75 變異的天選之人並不多,但隨著研究對肥胖有更多的認識,未來或許吃不胖將不再是讓人羨慕忌妒恨的能力,只需一顆小藥丸,人人都能輕鬆達成!不過在那天來臨前,多注意自己的飲食組成,然後規律運動,這才是保持身材和健康的不二法門〜

註釋

  1. 早發性肥胖症:其定義為在十歲前就發生肥胖,且 BMI 較平均高出 3 個標準差以上的患者。能造成這種症狀的疾病有很多,如小胖威利症候群、科恩症候群等。
  2. 全基因組關聯研究:是指在人類全基因組範圍內找出存在的序列變異,並從中篩選出與疾病相關的變異。
  3. G 蛋白偶聯受體:是人體中最大的蛋白質家族,其基因數占了人類基因的 2~3%,擁有 826 個成員。因 GPCRs 在細胞內的訊息傳遞扮演著十分重要的角色,也參與了人體許多的生理活動,因此也成為許多藥物作用的目標。
  4. 功能喪失型變異:是指該基因產生的變異,會讓基因表現不明顯,或者使基因的產物蛋白質失去功能。

參考資料

  1. Akbari P et al. Sequencing of 640,000 exomes identifies GPR75 variants associated with protection from obesity. Science. 2021 Jul 2;373(6550):eabf8683.
  2. 肥胖和超重
  3. 肥胖症
  4. Yeo GSH, O’Rahilly S. Finding genes that control body weight. Science. 2021 Jul 2;373(6550):30-31.
羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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非藥物的肥胖治療法——胃鏡減重怎麼做?
careonline_96
・2021/08/03 ・2215字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

胃鏡減重怎麼做?腸胃專科醫師圖解懶人包

受到疫情影響,宅在家的時間變多,很多人的體重也默默增加了。台中康澄診所肝膽腸胃科許柏格醫師提醒,千萬別放任體重飆升,因為肥胖可能與多種健康問題有關,包括糖尿病、高血脂、高血壓、脂肪肝、胃食道逆流、心血管疾病等。

體重過重會增加膝關節、髖關節的負擔,出現退化性關節炎的機會也比較高。肥胖患者的上呼吸道可能在睡眠時塌陷,而導致睡眠呼吸中止症,嚴重影響睡眠品質,大腦無法得到充分休息,白天的工作效能勢必受到影響,倘若呼吸中止的時間過長,嚴重缺氧甚至可能危及性命。許柏格醫師指出,陸續也有研究指出,肥胖患者在感染新冠肺炎 COVID – 19 之後的併發症較多,死亡率也較高。

愈來愈多證據告訴我們,肥胖是一種不容忽視的疾病,需要積極介入治療。

肥胖患者併發症較多

在台灣,身體質量指數 BMI〔1〕介於 18.5 – 24 之間為健康體位,BMI 在 24 以上屬於過重,BMI 在 27 以上屬於肥胖,許柏格醫師表示,一般來說BMI 超過 30 時建議接受治療,若是 BMI 超過 27 且具有肥胖併發症,如糖尿病、高血壓、高血脂等,便需要積極介入,除了治療各項併發症,也要利用各種方式來控制體重。

多管齊下,擺脫肉肉

肥胖的養成並非一朝一夕,成功減重亦非一蹴可及,許柏格醫師分析,想要成功減重且避免復胖,必須從飲食、運動著手,並與醫師詳細討論,搭配使用藥物治療、與非藥物治療。

目前可用於減重的藥物,主要是利用「減少熱量吸收」或「抑制食慾」等機轉來發揮效用。減少熱量吸收的藥物可讓食物中的脂肪無法被酵素分解、吸收,而隨著糞便排出體外,所以在使用後可能有脹氣、油便、排便習慣改變等狀況。

抑制食慾的藥物能延緩胃排空,並讓大腦有飽足感,達到減少攝食量的目的。部分人會感到噁心、嘔吐、腹瀉、腸胃不適等副作用。

非藥物治療可透過胃鏡或手術來進行,許柏格醫師解釋,胃鏡減重的方式包括胃內水球、胃內肉毒桿菌注射等,大多是由腸胃科醫師來執行;手術減重的方式有胃繞道手術、胃縮小手術等,主要由外科醫師來執行。

肥胖之非藥物治療

胃內水球是將一顆水球放入胃裡,以佔據胃容積、增加飽足感。醫師會透過胃鏡將一個水袋送入胃裡,然後根據每個人的體型,注入 400 – 700 毫升的水。由於胃內水球在六個月後破裂的風險會提高,所以需要再做一次胃鏡將水球移除。

胃內肉毒桿菌注射是在胃部注射肉毒桿菌素,以延緩胃排空、減少食慾、增加飽足感。許柏格醫師解釋,胃內肉毒桿菌注射的作法是利用胃鏡將肉毒桿菌素注入胃黏膜下,大部分是注射在胃的幽門部。肉毒桿菌素可以減少胃部平滑肌的收縮,而達到延緩胃排空的效果,注射後肉毒桿菌素可維持 3 – 6 個月。接受胃內肉毒注射後可能有脹氣、噁心、嘔吐等副作用,腹痛較為少見,不過有問題仍需回院觀察〔2〕。相較於胃內水球,腸胃穿孔的機會較低〔3〕。

許柏格醫師說,胃內肉毒注射可用於 BMI 介於 30 – 40 間的族群或是 BMI 在 27 以上且具有糖尿病、高血脂、高血壓等肥胖併發症的族群〔4〕。胃內肉毒桿菌注射目前屬於仿單核准適應症外的使用(Off Label Use),事前必須與醫師詳細討論。

胃內肉毒注射與胃內水球的副作用大多在一個禮拜內比較明顯,然後身體會慢慢適應。若在三天內出現急性腹痛,就要馬上回診檢查。

健康減重才是長久之道!

飲食控制、規律運動對減重非常重要,許柏格醫師強調,營養師會了解患者的飲食習慣、日常活動量,然後根據每天需要的熱量,擬出兼顧均衡營養的飲食計畫。遵循營養師的建議執行,漸漸改變飲食習慣,有助維持減重效果、減少復胖的機會。

健康減重才是長久之道!

減少攝入熱量時,也要增加熱量消耗。許柏格醫師說,請務必養成規律運動的習慣,包括有氧運動與肌力訓練,每次運動 30 分鐘以上,每週 5 到 7 天,可依照每個人的體能狀況,循序漸進。規律運動有助減重,也對高血壓、高血脂、糖尿病的控制有幫助。

「飲食控制、規律運動,再與醫師討論藥物或非藥物治療,」許柏格醫師叮嚀,「千萬不要誤信偏方,使用正確的方式,健康減重,才是長久之道!」

參考資料:

  1. BMI(身體質量指數)= 體重(公斤)/身高(公尺)2
  2. Kaya B, Esen Bulut N, Fersahoglu M. Is Intragastric Botulinum Toxin A Injection Effective in Obesity Treatment? Surgery Research and Practice 2020; 2020.
  3. Ferhatoglu MF, Kartal A, Filiz AI, Kebudi A. The positive effects of a calorie-restricting high-protein diet combined with intragastric botulinum toxin type A application among morbidly obese patients: a prospective, observational analysis of eighty-seven grade 2 obese patients. Obesity surgery 2020; 30:3472-9.
  4. Ferhatoglu MF, Kartal A, Filiz AI, Kebudi A. The positive effects of a calorie-restricting high-protein diet combined with intragastric botulinum toxin type A application among morbidly obese patients: a prospective, observational analysis of eighty-seven grade 2 obese patients. Obesity surgery 2020; 30:3472-9.

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你的脂肪組織也能燃燒卡路里?
社團法人台灣國際生命科學會_96
・2021/06/04 ・2960字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 文 / 趙蓓敏|台大農化所營養生化博士、美國 Pennington Biomedical Research Center 博士後。中國醫藥大學營養系教授,曾任營養系主任、生技製藥學院副院長暨代理院長。研究專長:肥胖與代謝症候群、脂肪細胞生理 、油炸油安全。

脂肪組織在人體內除了可以保存能量,也扮演保護的作用,例如:當受到外力衝擊時能形成緩衝,減少內臟受到傷害。但由於受到健康意識和主流審美觀影響,現代人大多怕胖,對於脂肪總是聞之色變,能少一點是一點。不過,你是否知道,不是所有脂肪細胞都只會儲存能量讓你越來越胖,有的還可以燃燒卡路里喔!本期 ILSI Taiwan 專欄邀請中國醫藥大學營養學系趙蓓敏教授,用風趣的敘事方法介紹體內不同種類的脂肪細胞各自扮演的不同角色及功能,帶讀者認識脂肪組織少為人知的一面。

最近疫情升溫,待在家裡、多吃少運動,「肥油」上身,不少人的疫後計畫又是展開減肥大作戰。脂肪組織就這麼不受歡迎嗎?近年科學研究揭示許多脂肪組織不為人知的一面,或許我們過去都輕忽了「它」的潛力!尤其 2009 年新英格蘭醫學期刊一口氣刊載了 3 篇證實成人體內存有棕色脂肪的文章,更是帶來不少希望。眾所周知,白色脂肪庫存能量,棕色脂肪執掌生熱維持體溫。因過去以為棕色脂肪只存在於小動物、冬眠動物與嬰兒,成人體內已不復存在,因此棕色脂肪研究冷門多年,如今忽然熱鍋熱灶起來!

除了「正宗」的棕色脂肪細胞,在白色脂肪組織內也發現一群類似棕色脂肪的細胞,功能型態遊走於棕與白之間,稱為米色脂肪細胞。與白色脂肪細胞迥異的是棕色或米色脂肪細胞能夠促進葡萄糖與脂肪酸的異化分解,具有潛力用於改善肥胖、糖尿病及心血管疾病。以下就讓我們來認識這種能夠燃燒卡路里的脂肪吧!

棕色、米色、白色,不是所有體脂肪天生平等

多餘的熱量以三酸甘油酯型式堆積在白色脂肪以備不時之需,必要時(例如熱量攝取不足或無法利用葡萄糖)可釋出脂肪酸供其他組織利用——產能(包括酮體)或熱,因此白色脂肪被視為熱量倉庫。相對於白色脂肪,為何棕色脂肪卻能直接燃燒卡路里生熱呢?關鍵之一是棕色脂肪細胞內有豐富的粒線體(俗稱能量工廠),不似白色脂肪細胞內充滿大油滴,粒線體數量少且功能不彰;之二是棕色脂肪粒線體上有一特殊蛋白質稱 UCP-1(去偶合蛋白-1),在能量工廠運作時破壞了產生能量 (ATP) 所需的氫離子梯度,導致卡路里燃燒後產生的不是 ATP 而是「熱」。此生熱機器需要交感神經的啟動,外界冷刺激或攝食行為皆會活化交感神經,透過腎上腺促進劑的傳訊,啟動細胞內生熱機制。棕色脂肪組織的顏色便是來自粒線體酵素的細胞色素以及組織內密布的血管——想想這塊脂肪產生的熱必須及時帶走,自然有勞微血管。此外,棕色脂肪組織還密布著交感神經。

相對於白色脂肪內傾向脂質生合成反應,棕色脂肪細胞內脂解(三酸甘油酯水解)與脂肪酸氧化十分活躍。這也歸功於前述的交感神經傳訊同時啟動細胞內脂解酶,如此解釋了棕色脂肪與白色脂肪細胞形態學分辨最大的差異:棕色脂肪細胞內油滴小而分散(稱為多房),而白色脂肪為單一大油滴(單房)。棕色脂肪細胞也有十分活躍的葡萄糖擷取能力,擷取的葡萄糖用於合成脂解原料——三酸甘油酯。

米色脂肪細胞當初即是從細胞形態學上發現,暴露於低溫的老鼠其皮下脂肪(白色脂肪)於顯微鏡下可見散布的多房油滴結構,並證實也會表現棕色脂肪特有的 UCP-1。米色脂肪特殊之處是可在白色與棕色之間表型互換,處於溫、高脂飲食環境下與白色脂肪無異,只有刺激下才會顯出生熱本性。目前科學界看法為棕、米、白脂肪細胞起緣不同,因此米色與棕色雖皆能生熱,但標記身份的基因表現不同。

肥油不只是肥油,每個人的體脂肪生熱能力不同

當我們體內燃燒三大營養素,產能 (ATP) 的同時也伴隨產熱 (heat),因此只要能夠產能的組織皆能產熱,體溫由此產生。而低溫威脅是生命攸關之事,因此演化過程棕色脂肪被保留,並且除了棕色脂肪(或UCP-1)還有其它生熱方式。與肌肉顫抖生熱(打哆嗦)不同的是,棕色脂肪的生熱是「非顫抖型」: 冬眠動物不發抖,嬰兒穿得少也很少發抖,甚至台灣俗諺:小孩屁股 3 把火,或許歸功棕色脂肪「發功」。現代人室內有空調,外出會添衣,棕色脂肪似無用武之地,逐漸被白色脂肪替代。

拜放射氟標定去氧葡萄糖-正子電腦斷層造影 (18F-FDG PET/CT scan) 之賜,成人體內殘存棕色脂肪於 2007-2009 陸續被證實。此儀器利用癌細胞代謝活躍快速消耗葡萄糖特點結合 CT 定位,原用於追蹤癌細胞。醫師與科學家注意到一些癌病友檢測於特定部位(頸部鎖骨、肩胛、延脊椎兩側或橫膈附近)有大量葡萄糖攝入,且組織密度類似脂肪。研究進一步證實:使用交感促進劑相對於不使用或使用交感拮抗劑、冬季相對於夏季、年輕人相對於老人、血糖正常相對於高血糖者、體重正常相對於肥胖者,有較高機率偵測到棕色脂肪。在同樣衣著單薄條件下,室溫約 10% 成人可測得,19°C 有 50% 年輕人可測得,測得機率女性是男性 2 倍──果然女人愛美不怕流鼻水是有根據的。

成人偵測到的棕色脂肪也可能是米色脂肪。此外,大量動物實驗證實轉殖某些基因以增加老鼠米色脂肪(稱為白脂褐化)有助對抗高脂飲食誘發的肥胖並改善代謝,吸引大量科研與藥廠投入開發如何增加棕或米色脂肪細胞。其實要刺激活化(激活)體內殘存的棕或米色細胞並不難,不論直接或間接,活化腎上腺傳訊即可達目的。問題是如何增加人體棕或米色脂肪的量才是科學挑戰,畢竟這涉及細胞分化初始且基因命定,距離應用仍有段長路。

打造有益健康的體脂肪

如前所述,目前還沒有核可藥物可增加棕或米色脂肪量,現有藥物或飲食成分(例如:辣椒素、白藜蘆醇、兒茶素、麻黃鹼與咖啡因)極可能只是激活現有殘存的棕或米色脂肪。

那麼激活棕或米色脂肪是否是減肥良策呢?雖說 40-50 克棕色脂肪可增加 20% (< 400 kcal) 的能量支出,但每個人殘存棕或米色脂肪量差異極大。老人與肥胖者幾無殘存,即便在可測得人群大多只有 10-15 克——CP值似乎比不上人人都有的肌肉。但一個人若能配備有代謝活躍(較高生熱能力)的體脂肪還是很有吸引力的,不僅幫忙燃燒卡路里、也有利高血糖清除、高血清三酸甘油酯清除並提高好膽固醇 HDL。尤其近年一項大型研究證實保有棕色脂肪的胖子比起無棕色脂肪的胖子,各項代謝指標較趨健康。

常處低溫是誘發棕或米色脂肪最自然的方法。確實寒帶戶外工作者有較高的棕色脂肪,但卻不見得瘦。這是因為低溫消耗的熱量也促使他們補充高熱量食物,人體熱量恆定的調控自有其複雜性。雖然運動有助骨骼肌分泌激素促進白脂褐化的研究尚待臨床證實,但下次寒流來襲,可別再裹著毯子坐擁暖氣吃零食,不妨多走出戶外讓身體活動暖和才是。

參考資料

  1. 陳思涵,趙蓓敏。讓脂肪細胞變活躍:白脂褐化的生理意義與應用。台灣營養學會雜誌 2020;44:127-140.
  2. van Marken Lichtenbelt WD, Vanhommerig JW, Smulders NM, et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. N Engl J Med 2009;360:1500-1508.
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  5. Becher T, Palanisamy S, Kramer DJ, et al. Brown adipose tissue is associated with cardiometabolic health. Nat Med 2021;27:58–65.

此文轉載於【ILSI Taiwan 專欄】2021年第1期-你的脂肪組織也能燃燒卡路里?

社團法人台灣國際生命科學會_96
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