冬季减脂 | 小白鼠和人的“棕色脂肪”有什么不同？

每年一到冬天，“寒冷”和“脂肪”的关系就会被拿出来说一说。“棕色脂肪”是一个绕不开的话题。

一种观点认为：冻一冻好，有利于增加“棕色脂肪”，从而对“减脂”有好处。

另一种观点认为：很多关于“棕色脂肪”的研究都是基于“小白鼠”进行的，而成人身上棕色脂肪的含量是极少的，讨论这个话题并没有实际意义。

我们拒绝简单粗暴的结论，提倡具有“循证”精神的探索。今天，结合大量最新的研究文献，和大家聊聊冬天里的“棕色脂肪”这个有趣的话题。

1、白色、棕色、米色脂肪

先来了解概念，然后我们再详细讨论。

哺乳动物体内的脂肪组织，主要包括具有“能量储存功能”的白色脂肪组织（英文是White adipose tissue，一般简写为WAT）和“产热耗能”的棕色脂肪组织（英文是 Brown adipose tissue，一般简写为BAT）。

近年来的研究发现，当机体暴露于寒冷环境，或者药物等刺激时，WAT中出现一些“多房性解偶联蛋白1”(英文是 Uncoupling protein 1，简写为UCP1)阳性脂肪细胞，其功能与棕色脂肪细胞相似。

这种具有白色和棕色脂肪细胞中间形态的脂肪细胞被称为米色脂肪细胞（英文是Beige adipose tissue，一般简写为Beige）。

米色脂肪细胞可以通过复杂的过程在白色脂肪中被诱导，并且在刺激时表现出与棕色脂肪相似的“产热”功能，因此将WAT中出现米色脂肪细胞这一现象，称为“白色脂肪组织棕色化”。

从左到右，分别是棕色、米色、白色脂肪

2、运动人士为什么要关注“棕色脂肪”？

下面我们来解决动机问题——为什么要花精力研究“棕色脂肪”？

首先是有助于解决肥胖问题。

如果身体长期处于正能量平衡，多余的能量转化为“甘油三酯”储存在脂肪组织中，并堆积在体内，容易发展为肥胖。

如果只靠减少能量摄入来减肥，同时，机体会代偿性减少能量消耗，综合效果不一定好。因此，现在越来越多的医学研究开始转向如何增加肥胖机体的能量消耗。

“棕色脂肪组织”就是一个研究的热点——基于低温暴露和寒冷刺激，使机体产热增加，从而促进脂肪代谢，达到减肥的效果。

而成年哺乳动物体内的棕色脂肪含量很少，肥胖人群体内更少。如何增加体内的BAT就成了一个焦点。

研究棕色脂肪的另一个价值在于：减少各类疾病风险。

“棕色脂肪”可以消耗血液里的甘油三酯。而甘油三酯会增加人患代谢综合征的机率，增加心脏病、中风等的风险。

“棕色脂肪”可以从血液中获取糖分子，这对降低Ⅱ型糖尿病的发病风险有重要作用。

数据表明，白色脂肪组织棕色化，与全身能量消耗增加以及胰岛素敏感性和葡萄糖耐量改善相关，因此将成为对抗肥胖相关慢性疾病（如胰岛素抵抗，Ⅱ型糖尿病，非酒精性脂肪肝等）的新疗法。

总体来说，棕色和米色脂肪细胞的募集和激活，与人体的体重指数和衰老是负相关的。

综合上面的内容，我们运动专业人士关注白色脂肪、棕色脂肪、米色脂肪（WAT、BAT、Beige）的主要意义在于：探究运动能否改变身体里棕色脂肪的含量，以及运动能否促进白色脂肪组织棕色化。

3、深入了解“棕色脂肪”

棕色脂肪的价值与产热

从医学的角度来看，“棕色脂肪”细胞含有多房性细胞质脂滴和大量线粒体。

细胞的多房性排列允许广泛的脂质接触，并使可以进入β氧化的脂肪酸数量指数级扩增。棕色脂肪细胞中线粒体大，呈球形，而且线粒体中富含呼吸链，因此，棕色脂肪具有强大的代谢功能。

关于“线粒体”，我们多说两句。

线粒体就相当于是“能量发电站”，工作时，可以直接氧化脂肪酸释放能量，可以提供ATP，同时自己也发一定量的热，这些热就是体温的来源。

普通的白色脂肪中，可能只有一两个线粒体，而在棕色脂肪中，会有几十、上百个。

因此，除了能量储存外，棕色脂肪最重要的作用是通过“非战栗产热”来燃烧能量。

提到“产热”，一般有两种方式。

人在寒冷环境中，主要依靠“战栗产热”和“非战栗产热”两种形式来增加热量，以保证体热平衡，维持体温。

战栗产热，指的是骨骼肌发生不随意的节律性收缩，是成年人寒冷状态下的主要产热方式，其特点是产热量很高，代谢率可以显著增加。

非战栗产热，又称代谢产热，是指通过“组织代谢”增加产热，主要是棕色脂肪承担了这部分功能，一般分布在肩胛下区、颈部大血管周围、腹股沟处。这是低温时消耗脂肪的主要方式。

成人和婴儿的产热方式是不同的，这与身体里棕色脂肪的含量比例不同密切相关。

成人在寒冷时，会“打寒颤”，肌肉高频率收缩，燃烧大量的ATP产生热。婴儿肌肉较少，不会打寒颤，一般是靠棕色脂肪燃烧糖和脂肪酸来补充热量。

4、成人身上到底有多少“棕色脂肪”？

婴儿身上的棕色脂肪分布

婴儿比成人更耐寒。棕色脂肪主要存在于婴幼儿身上。

一个婴儿的体重大约有5%是棕色脂肪。婴儿的身体还没有发育出靠“战栗抖动”产生热量的机制，在婴儿的颈部、肩胛区间、腋窝、背部、主动脉、气管和覆盖心脏、肾脏的部分，有大量的棕色脂肪。婴儿要靠它们产生热量，维持体温。

一般观点认为所有的棕色脂肪会在儿童时期逐渐消失，但是近年来科学家在成人体内，发现了活跃的棕色脂肪。

成人体内的脂肪大多是白色脂肪，棕色脂肪只在脖子两侧、背部上侧、锁骨附近和脊柱周围分布。而且，每个人体内棕色脂肪的含量多少，差异是很大的。

国外的一项统计显示，在5.2万人共计13万份的扫描图中，有棕色脂肪的人占9.7%，而且女性远远高于男性，女性的比例是13.8%，男性的比例是4.9%。在Ⅱ型糖尿病、胆固醇水平异常、高血压、冠状动脉硬化的比例，全部都是含有棕色脂肪的人比例更低。

5、如何增加或者激活“棕色脂肪”？

如何增加棕色脂肪，科研基本来自于关于动物的实验（以小白鼠为主），来自人体的证据还很少。

目前，还有大量的研究关注的是如何使“白色脂肪棕色化”。

研究显示，随着年龄增长，棕色脂肪逐渐减少。增强棕色脂肪分化的信号区域，可以通过冷刺激的方式，让身体适当适应寒冷；或者通过增加褪黑素的方式，也就是保证有规律的睡眠；或者通过运动，促进白色脂肪棕色化。

但是纵观既有的研究，有两点需要注意：

第一、很多研究都是在动物身上进行，特别是啮齿类动物。在动物身上得出的结论是否适用于人体，我们要谨慎。

第二、关于精确的量，比如：多低的温度、冻多长时间、能增加多少棕色脂肪，现在还没有研究成果出来。因为对成人的棕色脂肪扫描测量的方法有操作难度。

接下来，我们和大家分享关于低温、运动与棕色脂肪之间关系的最新科研结论。

6、低温、运动与棕色脂肪

低温下运动的作用

低温、运动、以及低温下运动，都可以促进白色脂肪棕色化效应，减少体内白色脂肪的含量，达到减脂、降体重的效果，其中以低温下运动效果最明显。

对大鼠的研究显示，低温环境运动能有效促进肥胖大鼠白色脂肪棕色化、增加棕色脂肪、减少内脏及皮下脂肪，其中以间歇低温和持续低温运动方式最为有效。

一项5周针对大鼠的试验显示：5周后，与“安静组”相比，“运动组”大鼠内脏脂肪、皮下脂肪和脂肪总质量都显著下降，其中“低温运动组”内脏脂肪、皮下脂肪、脂肪总质量最少。

需要注意的是“常温运动组”大鼠的内脏脂肪率、体脂率显著低于“常温安静组”和“低温安静组”。“低温安静组”的皮下脂肪率是显著高于“常温运动组”的，而“低温运动组”还是最低的。

棕色脂肪率显示，“低温组”（低温安静组、低温运动组）都显著高于“常温组”（常温安静组、常温运动组）。

5周实验后大鼠体内棕色脂肪3D重建灰度图

7、只有低温，或者只运动，都不够

有一种观点认为，刺激棕色脂肪最简单的办法就是将身体暴露在温度较低的环境中。

但是，人在寒冷的时候，会吃更多东西，只挨冻的结果很可能是饿得更快，吃饭时吃得更多。而且身体出于保护自己的本能，会增加皮下脂肪的厚度以抗冻。

还需要加上运动。运动对低温刺激引起的能量摄入增加有一定的抑制作用。

对大鼠的研究显示，不管是安静还是运动状态，低温环境下的大鼠体重都较常温组低，且以低温运动组大鼠体重降低最为明显，说明低温暴露或/和运动通过交感神经兴奋，促进机体产热作用远大于能量摄入，从而更容易使肥胖大鼠体重下降，这一结果与国内外研究一致。

有意思的是，低温暴露和运动单一刺激效果都不具有统计学意义，只有“低温下运动”能改善大鼠的肥胖程度。因此，低温下运动，能更好地逆转肥胖大鼠的正能量平衡，并抑制其食欲，达到减肥的效果。

8、低温下运动的内在机制

其实，“运动”和“低温”，对棕色脂肪的影响是矛盾的。

针对大鼠的研究显示，不管是长期还是短期低温刺激，都可以增加棕色脂肪的体积和质量，增加机体非颤抖性产热，从而提高低温环境下机体的体温调节能力。

低温环境可以显著诱导棕色脂肪活性增强和白色脂肪棕色化效应提高，从而总体上让棕色脂肪组织活性增强。（后面我们会提到这一点对于人，未必适用）

而运动是以肌肉收缩产热来提高机体的核心体温，因此有可能在运动过程中抑制棕色脂肪的产热活动，比如有研究发现：运动可以使大鼠的体重、白色脂肪质量、棕色脂肪活性都有所下降。因此，单纯运动对激活棕色脂肪增殖作用不大。

综合低温和运动两者的作用——在低温下运动，低温刺激通过颤抖性产热使骨骼肌收缩，以及激活交感神经系统引起的非颤抖性产热共同作用，更能有效促进白色脂肪棕色化效应，减少白色脂肪组织，降低体脂率。

9、小白鼠和人的不同

前面我们说了，很多关于“棕色脂肪”的研究，都是基于小白鼠进行的。关于人类的相关研究还很少，一个重要的原因在于测量棕色脂肪含量的技术应用比较复杂。对比数量有限的以人为对象的研究，我们可以看到和“小白鼠”的差异。

对运动适应性的不同

最新的研究显示，对于运动产生的适应性，人和啮齿类动物的“白色脂肪”和“棕色脂肪”是不同的。

10、对于白色脂肪

人和啮齿类动物的共同点在于：运动都会增加线粒体活动，提高葡萄糖摄取率，改变内分泌特征。

对于啮齿类动物，运动有助于白色脂肪棕色化。但是对于人，运动并不能促进白色脂肪棕色化。

为什么会出现这种差别，目前科学上还没有准确的解释。可能存在的原因是：运动并不是直接导致啮齿类动物白色脂肪棕色化的原因。

因为啮齿类动物体积较小，运动减少了其体内的白色脂肪，它们为了适应较为寒冷的外部环境压力，在演化的过程中，身体产生适应性，“演化”出了白色脂肪棕色化的生理特性。而显然，人的生存环境和啮齿类动物是不同的。

白色脂肪对运动的适应性

11、对于棕色脂肪

运动的作用，对大鼠的研究显示，如果只是单纯的运动，而缺少寒冷的环境，并不能增加棕色脂肪的含量。

有一项研究显示，耐力运动员暴露在寒冷的环境中，其棕色脂肪对葡萄糖的摄取率是降低的。

运动会降低大鼠棕色脂肪中线粒体的活跃度，而且运动并不会增加人体和大鼠棕色脂肪细胞中的葡萄糖代谢。

但是最新的关于人和大鼠的研究显示，运动会促使棕色脂肪产生的lipokine（一种控制脂质的激素）进入血液，在维持血糖稳定的情况下，加快脂肪代谢，从而提升代谢健康。

棕色脂肪对运动的适应性

12、选什么运动形式好？

对大鼠的研究显示，HIIT（高强度间歇运动）就比MICT（中等强度持续运动）效果好。

一项对人的研究显示，长期坚持运动，肌肉细胞会分泌一种叫做鸢尾素的激素，有助于皮下脂肪棕色化。

一项对动物的研究显示，寒冷环境下的运动更有利于白色脂肪棕色化，主要原因在于寒冷环境激活了交感神经，交感神经末梢释放的儿茶酚胺对于棕色和米色脂肪细胞的激活具有重要作用。

综合这两项研究，长期坚持在寒冷环境中运动，有助于白色脂肪棕色化。

一项对人的研究显示，含氧量低的运动，更有利于白色脂肪棕色化。

对大鼠的研究显示，不管是耐力运动还是抗阻运动，都有助于白色脂肪棕色化。

而对人的研究，结果却不同——抗阻运动，以及混合了耐力和抗阻的运动，并不能促进白色脂肪棕色化。

但是，大部分关于人的研究，都没有提到“环境温度”这个变量，因此，有研究者建议，在寒冷的环境中进行运动，会有助于白色脂肪棕色化。在设计运动方案时，“温度”因素要考虑进去。

13、低温运动注意事项

在选择运动形式时，也要考虑一些特殊群体，比如：恶病质（cachexia）人群——极度消瘦，皮包骨头。

“恶病质”往往就和过度的白色脂肪棕色化相关。我们要选择合适的运动来帮助此类人群增加肌肉，而不是进一步加大其能量消耗。

而且，到了冬季，我们要注意，人的局部皮肤的血管紧张性提高，使四肢尤其是手足部位的体温下降，可能引起外周血管疾病。

长时间的低温环境暴露，甚至可直接导致冻伤和低体温症的发生，也会增加心脑血管疾病的发病风险。

因此，低温下运动有很大好处，也要适度，并处理好细节。

总之，任何个体的生理和病理状况，我们在设计运动方案时，都要考虑到。既要有效，更要安全，是我们应该永远追求的。

总结起来，本文给出的结论是：低温下运动有助于白色脂肪棕色化。

可能你会说，绕了这么一大圈，得出的结论竟然这么简单。其实，我们“循证”的过程，有助于加深对运动基础知识的理解并提升思考能力，从而在实践应用时能从容面对更复杂的局面。