褐色脂肪组织产热及其调节机制

褐色脂肪组织产热受至体内各种生理因素的调节,其线粒体的解偶联蛋白的调节已成为褐色脂肪组织产热调节的关键。交感神经释放的去甲肾上腺素,甲状腺素,Ｔ３和胰岛素等内分泌激素可以从基因表达水平影响到解偶联蛋白的含量,从而调节褐色脂肪组织的产热能力。     

褐色脂肪组织研究的最新进展和科学意义

哺乳动物体内存在着褐色脂肪组织。有别于白色脂肪组织储存能量的功能,褐色脂肪组织的主要功能是通过产热作用来维持机体的能量代谢平衡。陆续有研究阐明调控褐色脂肪组织分化与能量代谢过程的分子机制,逐渐揭示了褐色脂肪组织分化与能量代谢过程中涉及的信号通路与转录调控。这不仅让我们更好地理解褐色脂肪组织在能量代谢调控中的重要作用,而且为基于褐色脂肪组织的肥胖治疗提供了理论依据。本文阐述了近年来研究发现的褐色脂肪组织分化与代谢过程中发挥重要作用的信号通路与转录调控,并讨论了多种基于针对褐色脂肪组织的肥胖治疗手段的有效性与可行性。     

褐色脂肪组织代谢与肥胖

肥胖是由于机体能量储存与消耗的失衡而产生的.褐色脂肪组织通过产热的形式,能够将体内过多的能量释放出来,以减少能量积累,避免造成肥胖.现从褐色脂肪组织的结构、分布、功能以及调控机制等方面,对褐色脂肪组织与肥胖症的关系作一综述,旨在为防治肥胖症及相关疾病寻找理论基础和实验依据.     

长爪沙鼠褐色脂肪组织的适应性产热

低温（５±２℃）环境暴露１天、１周、４周长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热、褐色脂肪组织蛋白质含量、线粒体细胞色素－Ｃ氧化酶和α－磷酸甘油氧化酶活力、钠钾泵活力以及环腺苷酸含量、血清Ｔ３含量等项产热指标逐渐提高;而低温驯化８周动物各项指标基本维持在４周水平上,表明长爪沙鼠在冷适应过程中产热能力逐渐提高,而后维持一稳定水平,其中褐色脂肪组织起重要调节作用。     

长爪沙鼠季节性产热特征比较

与夏季相比、冬季长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热显著升高;褐色脂肪组织线粒体的细胞色素C氧化酶与α-磷酸甘油氧化酶活力升高,组织总蛋白质及线粒体蛋白质含量增加,而组织的脂肪含量减少;血清T3含量和T3/T4值都显著增加。但是肝脏的各项产热指标变化不显著、表明褐色脂肪组织的产热功能具有季节波动性,是长爪沙鼠适应性产热的主要来源器官．     

长爪沙鼠褐色脂肪组织和肝脏产热特征的季节性变化

长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）是一种栖息于典型草原和荒漠草原非冬眠群居性的小型哺乳动物。为研究其产热功能的季节变化,我们分别在2003年秋季（9月下旬）、冬季（11月下旬）、2004年春季（3月底-4月下旬）和夏季（7月下旬）,分别测定了其体重、褐色脂肪组织和肝脏的重量、线粒体总蛋白含量和细胞色素c氧化酶活力,以及褐色脂肪组织中解偶联蛋白1（Uncoupling protein1,UCPl）的含量等。结果显示：除雄鼠的体重显著高于雌鼠外,其它各项指标均无性别差异。体重和褐色脂肪组织的重量都在冬季较高,显著高于夏季,而肝脏的重量在夏季显著高于其它季节。褐色脂肪组织和肝脏的线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶活力以及UCP1含量,都在冬季较高,夏季较低。这些结果表明：在野外条件下,褐色脂肪组织和肝脏在细胞水平上产热能力的提高和UCP1含量的增加,是长爪沙鼠抵御寒冷的重要方式。     

褐色脂肪组织及其产热研究进展

褐色脂肪组织(BAT)及非颤抖性产热(NST)是生理生态学和生物能学研究中的一个热点。国外学者已从解剖学、组织学、生理学、细胞学及生物化学等各个方面,从细胞,亚细胞、分子及线粒体水平上对BAT及其产     

褐色脂肪组织

介绍了一种特异化的产热组织－褐色脂肪组织（Ｂｒｏｗｎａｄｉｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅ，ＢＡＴ）并对其产热机理进行了简单阐述。     

光照和温度对大绒鼠产热特征的影响

为了解横断山地区大绒鼠对光照和温度两个因子的适应性特征,将大绒鼠分为4组,分别于5±1℃,6L:18D:5±1℃,18L:6D;30±1℃,6L:18D和30±1℃,18L:6D 4个条件下驯化28 d.分别测定了对照组(0 d)和驯化28 d后,每一个体的体重、体温和产热能力;并测定驯化28 d后4组大绒鼠个体的肝脏和褐色脂肪组织的产热活性变化.结果显示,在低温诱导下大绒鼠体重下降,体温降低,静止代谢率升高,非颤抖性产热能力增加,肝脏和褐色脂肪组织的产热活性也出现相应提升;在高温下出现与低温时相反的现象;但光照周期对大绒鼠的体重、体温、产热能力及肝脏和褐色脂肪组织的产热活性均没有显著影响.推测由于横断山的低纬度、高海拔特征可能导致大绒鼠在季节适应过程中对温度的敏感程度高于光照.     

外源性褪黑激素对中缅树()适应性产热特征的影响

注射外源性褪黑激素后,中缅树Ｑｕ体温明显降低,静止代谢率和非颤拦性产热显著增加,并随蝗延长增加的赵多,注射褪黑激素不能影响肝脏的褐色脂肪组织的重量,但两者线粒体蛋白含量显著增加、线粒体呼吸和细胞色素Ｃ氧化酶活性增加;褐色脂肪组织的α磷酸甘油氧化酶和Ｔ４５’－脱碘酶活性显著增加;血清Ｔ３浓度显著上升,Ｔ４浓度显著降低。结果表明,松果体褪黑激素参与了中缅树Ｑｕ的适应性产热调节。     

棕色和米色脂肪在肥胖中的研究进展

目前随着人们生活水平的不断改善,肥胖及其相关疾病的发生率越来越高。虽然体育锻炼能够增加一定的能量消耗,但并不足以引起负能量平衡和体重下降。棕色和米色脂肪细胞的激活可使耗能增加、体重减轻以及胰岛素敏感性增加。因此,越来越多的研究进一步聚焦这两种产热脂肪组织增加能量消耗的分子机制,希望找到治疗肥胖及其相关疾病的靶点。现系统综述两种产热脂肪组织的分类、发育谱系、产热特性和产热机制的异同点并提出现阶段存在的不足以及发展方向,以期为肥胖及相关疾病的治疗提供新思路。     

繁殖和运动对小型兽类褐色脂肪组织产热的影响

综述了近年来国内外9学者对小型兽类的繁殖、运动与能量平衡和褐色脂肪组织（BAT）产热关系的研究,大多数学者认为繁殖（尤其是哺乳）和运动能促进动物摄食量的增加,而降低BAT产热。这说明小型兽类为满足繁殖和运动过程中高能量的需求,除了大幅度增加能量摄入之入,还采取降低BAT产热以节约非哺乳能量消耗的策略。     

人体内褐色脂肪组织及其生理功能

褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)在小型哺乳动物的非颤抖性产热、体温调节以及体重维持等方面都具有重要的生理功能.在人类中,曾一度认为褐色脂肪组织只在新生儿中存在,在成人体中不存在或数量甚微而没有生理意义.随着医学科技的发展,2009年采用监测癌症及癌症转移的氟化脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像技术-X射线断层显像技术(18F-FDG PET-CT)检测到在成年人体内也存在功能性的褐色脂肪组织,此发现颠覆了传统的观念,也为人类对抗肥胖提供了新靶标.本文就褐色脂肪组织在人类体内的存在及其潜在的生理意义进行了概述.     

褪黑激素对布氏田鼠适应性产热的诱导作用

秋季,将布氏田鼠置于２３±２℃,光周期１４Ｌ∶１０Ｄ的环境中,每日腋下注射褪黑激素,共四周。导致布氏田鼠的非颤抖性产热被激活,褐色脂肪组织和肝的总蛋白及线粒体蛋白含量明显地增加;肝线粒体状态４和状态３呼吸活力显著增加;刺激肝和褐色脂肪组织线粒体细胞色素Ｃ氧化酶活力升高;明显地升高血清Ｔ３浓度和增加Ｔ３／Ｔ４比率。表明在秋季褪黑激素能明显提高布氏田鼠的产热能力。短光照对布氏田鼠产热的调控可能是通过松果体分泌的褪黑激素而实现的。     

布氏田鼠冷暴露中的适应性产热机理

布氏田鼠急性冷暴露,在最初２小时内体温明显下降,冷驯化２８天后,体温相对稳定。冷暴露１天,动物的褐色脂肪组织蛋白量明显增加,ｃＡＭＰ含量及Ｎａ＾＋／Ｋ＾＋－ＡＴＰ酶活力明显升高。２８天冷驯化动物的褐色脂肪组织重量明显增加,ｃＡＭＰ含量增加更高,蛋白量、Ｎａ＾＋／Ｋ＾＋－ＡＴＰ酶活力以及Ｔ４５‘－脱碘酶活力均显著提高,揭示了褐色脂肪组织的产热机理。     

食物限制对雄性大绒鼠能量代谢特征的影响

为探讨横断山区大绒鼠适应食物匮乏的适应对策,将成年雄性大绒鼠随机分为自由取食组和饲喂正常摄食量的80% 限食组。测定了自由取食组和限食组雄性大绒鼠的体重、静止代谢率、非颤抖性产热以及体脂含量、血清瘦素含量、肝脏鲜重、褐色脂肪组织重量和消化道形态。结果显示:限食使雄性大绒鼠的体重、体脂含量、静止代谢率、非颤抖性产热、褐色脂肪组织重量和大肠、小肠长度显著降低,使盲肠内容物重量显著增加。血清瘦素含量与体重、体脂含量呈极显著正相关。在限食条件下,大绒鼠主要通过降低体重、基础代谢和产热的能量支出以及动用体内脂肪以应对食物资源短缺的环境条件,瘦素可能参与了能量代谢和体重的适应性调节。     

小哺乳动物在高寒环境中的生存对策 Ⅰ.高原鼠兔和根田鼠褐色脂肪组织(BAT)重量和显微结构的季节性变化

本文研究了高寒草甸生态系统中两种非冬眠草食性哺乳动物——高原鼠兔和根田鼠的褐色脂肪组织(BAT)的重量和显微结构的季节性变化,结果表明严寒季节BAT增多、BAT细胞中的脂肪滴小而多、线粒体增大及嵴数目增多,温暖季节较低,这些变化与产热需要有关。     

茶多酚通过调节过氧化物酶体增殖物激活受体防治肥胖症

利用高脂饲料诱导的肥胖大鼠模型,研究了茶多酚通过调节过氧化物酶体增殖物激活受体防治肥胖症的机制.结果表明,茶多酚能够明显降低肥胖大鼠的体重、肝重及血清和肝脏甘油三酯的含量;同时,茶多酚在皮下和内脏白色脂肪组织中分别增高和降低过氧化物酶体增殖物激活受体的表达水平.另外,茶多酚可以上调皮下白色脂肪组织、内脏白色脂肪组织及褐色脂肪组织中过氧化物酶体增殖物激活受体的表达,并增加褐色脂肪组织中脂肪-氧化相关酶的表达.以上结果表明,茶多酚防治肥胖症的机制与其调节过氧化物酶体增殖物激活受体的相关通路有关.     

DHA对高脂食物诱导体重增加的保护作用的研究

目的为了探索DHA抑制高脂食物诱导的脂肪增加的机制。方法本研究通过给C57BL/6小鼠饲喂普通食物(C57BL/6 C组),45%高脂食物(C57BL/6 H组)以及45%高脂食物加DHA(每克食物0. 2 g的DHA)(FAD3 C组)和(每克食物0. 4 g的DHA)(FAD3 H组),20周。第19周测定静止代谢率,20周处死动物检测血清瘦素、甘油三酯的浓度,以及白色脂肪组织和褐色脂肪组织中脂肪分化因子和褐色基因的表达。结果研究发现高脂食物导致C57BL/6 H组的体重、体脂、瘦素和甘油三酯最高(P0. 05)。与C57BL/6 H组相比,DHA降低了体重、体脂、瘦素和甘油三酯(P0. 05),并且有剂量依赖性。在白色脂肪中,DHA降低了高脂食物诱导的PPARγ、CEBPα和SREP1c mRNA表达的增加(P0. 05)。与对照组相比,DHA显著增加白色脂肪组织和褐色脂肪组织中脂肪褐色化基因PGC1αmRNA和UCP1 mRNA表达(P0. 05)。结论食物补充DHA通过增加产热基因的表达,增加静止代谢率、降低白色脂肪和褐色脂肪的脂肪分化基因的表达,从而降低高脂食物诱导的体重增加。     

非冬眠期达乌尔黄鼠对低温的适应性产热

达乌尔黄鼠在夏季冷驯化低温环境下（５±１℃）暴露４周后,导致脂肪积累的抑制;其静止代谢率（ＲＭＲ）和非颤抖性产热（ＮＳＴ）分别提高了１２％和８５％;肝脏线粒体的蛋白含量、状态３呼吸和细胞色素Ｃ氧化酶活力分别提高了２２％、４２％和４８％,表明在低温环境下肝脏线粒体产热能力的增强是ＲＭＲ提高的细胞学机制之一;褐色脂肪组织（ＢＡＴ）的重量、蛋白含量、细胞色素Ｃ氧化酶活力和α－磷酸甘油氧化酶活力极显著提高,表明在低温环境下ＢＡＴ是达乌尔黄鼠的主要产热器官,ＢＡＴ产热能力的增强是ＮＳＴ提高的重要细胞学机制之一。冷驯化没有引起达乌尔黄鼠血清Ｔ３、Ｔ４含量的变化