原创 学术经纬 学术经纬 2024-06-16 08:10 上海
对注重身材管理的人来说，脂肪是不太受欢迎的成分，当过度摄入的能量以脂肪形式储存时，腹部、臀部就会因脂肪堆积不断增大。除此之外，一些内脏器官也会被脂肪包围，影响器官功能，这些“坏”脂肪都属于白色脂肪组织（WAT）。
而在脂肪分类中，也有一种“好”脂肪组织，它因为外观呈现棕色而被称作棕色脂肪组织（BAT），通常集中在成年人的肩胛、颈部和脊柱附近。BAT的主要功能是调节温度，它可以将食物中的能量转化成热量，在寒冷时帮助维持个体正常体温。
图片来源：123RF
多年以来，科学家发现BAT不仅能助力减轻体重，还能够支持健康代谢，降低糖尿病、心血管疾病风险，而由于其独特的产热特性，大家也倾向于认为BAT的代谢好处就来自于能量燃烧过程。但真实的情况是否如此呢？
来自霍华德·休斯医学研究所的研究团队发现可能并没有这么简单，他们发表于《细胞》的研究表明，BAT除了产热还会吸收一些周围的营养分子，比如葡萄糖、脂肪酸，而BAT还摄取了许多支链氨基酸（BCAA），这些分子经过加工会释放出一些器官组织所需要的多肽、脂质，对维持健康代谢、抑制炎症起到了重要作用，BAT完全拥有独立于产热的代谢好处。
BCAA包括亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸，主要来自于鸡蛋、肉类和牛奶，适当的BCAA水平有助于维持肌肉增长以及激素生成，但过多的BCAA却与糖尿病、肥胖风险提升具有联系。在过去的实验中，研究团队就已经发现缺乏BAT的个体清除血液中BCAA的效率会很低，这也让自身更容易肥胖。
而在新研究中，研究团队进一步推动了之前的发现，他们想要知道BAT会如何处理BCAA，又有哪些影响。首先，来自小鼠的BAT样本显示，BCAA是BAT的主要氮元素供体，它经过BAT线粒体代谢后产生的氮会用于合成谷氨酸、脯氨酸以及谷胱甘肽，这一过程需要线粒体BCAA载体协助完成。
▲研究示意图（图片来源：参考资料[1]）
作者尝试在小鼠中阻断了线粒体BCAA载体的功能，此时小鼠BAT对BCAA的吸收减少，它们以此合成的氨基酸和多肽也同步下降。由于失去了一个重要的BCAA消耗方式，实验小鼠血清中的BCAA水平明显比野生型小鼠更高。
而从生理变化上来看，实验小鼠产生了明显的胰岛素抵抗，并且该影响是独立于能量消耗发生的，这也说明BCAA消耗受损加剧了胰岛素抵抗。随着BAT减少吸收和分解BCAA，它产生的谷胱甘肽也会减少，谷胱甘肽原本可以帮助减少肝脏的氧化应激，但实验小鼠失去了BAT带来的这种保护效应，肝脏控制血糖能力也减弱，加速了胰岛素抵抗发生。
▲BAT的活性提升可以增加谷胱甘肽的生产（图片来源：参考资料[1]）
除了小鼠，作者也检测了部分人类志愿者的反应，他们在适当寒冷条件下呆上一段时间后，也会因BAT活性上升而释放出更多的谷胱甘肽，这暗示着人类与小鼠在BAT的BCAA代谢上拥有类似的机制。
值得一提的是，通过高脂饮食培养的肥胖小鼠，它们的BAT也减少了对BCAA的分解代谢，也更少释放BCAA衍生代谢物，这也为肥胖危害增添了一项新的潜在来源。
参考资料：
[1] Anthony R.P. Verkerke et al, BCAA-nitrogen flux in brown fat controls metabolic health independent of thermogenesis, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.03.030