肥胖是目前全球共同面臨的重大健康議題，它與許多疾病密切相關，包括糖尿病、高血壓、高血脂、心血管疾病、腦中風、脂肪肝、氣喘、慢性腎臟病、癌症(乳癌、大腸癌、肝癌等)等，而BMI(body mass index)因其簡易與方便，一直以來都是用來診斷肥胖的測量工具，但其實脂肪才是導致慢性發炎、影響健康的關鍵，尤其是內臟脂肪(visceral adipose tissue)。
然而，存在人體內的脂肪依據細胞分化及組織學型態的不同可分為兩種—白色脂肪(white adipose tissue, WAT)與棕色脂肪(brown adipose tissue, BAT)，它們扮演不同角色，並非都是危害健康的兇手，許多研究發現，BAT可以燃燒體內多餘的能量產生熱能，有助於改善代謝性疾患，甚至，有潛力可應用於肥胖的治療。
美國國家衛生研究院 (National Institute of Health, NIH)所屬的糖尿病暨消化及腎臟疾病研究機構(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease, NIDDK)在2014年二月份也舉辦了一場以棕色脂肪為主題的學術論壇，眾多學者針對BAT的功能角色、新的研究與技術進行探討，BAT儼然成為當前熱門的研究課題。
成人也有棕色脂肪
WAT用來儲存多餘的能量，它會分泌細胞激素cytokines，過多的WAT會導致代謝異常及胰島素阻抗性(insulin resistance)，這些較為人所熟知；相對地，BAT的存在與作用可能較令人陌生。剛出生的嬰兒體內具有較多的BAT，可用來幫助新生兒維持正常體溫，過去普遍以為，隨著年齡的增長BAT便逐漸消失，進入成人階段後，人體內便不再具有BAT，但臨床上觀察到，嗜鉻細胞瘤(pheochromocytoma)的成人病患接受氟-18去氧葡萄糖正子電腦斷層掃描(18F-FDG PET/CT)時，可在其頸部區域及鎖骨上(supraclavicular)區域發現明顯的訊號增強。
在正常健康人身上，當天氣冷溫度低時，同樣的區域訊號也會比溫度高時還強。針對這些訊號增強的區域去做切片來與一般的WAT相比較，在基因的mRNA表現分析上，這些組織顯示出原BAT特有的UCP1(uncoupling protein 1)，UCP1與細胞內粒線體(mitochondria)能量代謝及產熱相關，除了UCP1，還表現出原BAT中與甲狀腺素代謝相關的DIO2(deiodinase, iodothyronine, type II)、調控UCP1表現的PGC1α(peroxisome-proliferator-activated receptorγcoactivator 1α)、BAT形成的重要調控因子PRDM16(PR domain containing 16)以及與交感神經相關的ADRB3 (β3-adrenergic receptor)等。
組織學型態分析方面，相對於白色脂肪細胞擁有單個大的脂肪顆粒(large single lipid droplet)，這些組織的細胞質內含有許多與BAT一樣的小脂肪顆粒(multilocular lipid droplets)(如上圖)，螢光染色也確實呈現許多的UCP1，及較多的粒線體(如上圖)。發現這些原本在BAT才有的基因表現，以及組織學上的特徵，告訴我們BAT在成人是確實存在的，也暗示了交感神經系統的刺激與低溫可以增強BAT的活性。
棕色脂肪有兩種 — classical BAT與beige BAT
從老鼠的研究中發現，目前知道的棕色脂肪至少有兩種，一種稱為典型棕色脂肪(classical BAT)，另一種為類棕色脂肪細胞(beige BAT)。Classical BAT主要功能為產熱，原來就分佈於老鼠的兩側肩胛骨中間區域；beige BAT則是皮下白色脂肪經過刺激才被誘發產生。分化上，classical BAT的前驅細胞與骨骼肌的前驅細胞有類似的Myogenic factor 5(Myf5)基因表現。
beige BAT的前驅細胞則與WAT類似，但會根據所接收到的訊息而產生不同的分化，當接收到交感神經刺激或β3-adrenergic的刺激時，可分化為beige BAT，但若接收到高油脂飲食的影響時，則會分化為白色脂肪，由此可知，beige BAT的形成與否深受後天生理及環境因素的影響。
人體中也有這兩種棕色脂肪，新生兒的兩側肩胛骨中間區域具有classical BAT，至於鎖骨上區域的脂肪則可能同時具有classical BAT與beige BAT。雖然classical BAT與beige BAT在分化及基因表現上有所不同，但它們同樣都會表現出UCP1，細胞組織學型態上也都具有小顆粒脂肪及較多的粒線體。(待續…)
參考資料：
Virtanen KA et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N Engl J Med. 2009 Apr 9; 360 (15):1518-25.
Cypess AM et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med. 2009 Apr 9; 360 (15):1509-17.
The importance of brown adipose tissue. N Engl J Med. 2009 Jul 23; 361 (4):415; correspondence and author reply 415-21.
Deborah M. Muoio. Metabolism and vascular fatty acid transport. N Engl J Med. 2010 Jul 15; 363 (3):291-3.
Bente Klarlund Pedersen. A muscular twist on the fate of fat. N Engl J Med. 2012 Apr 19; 366 (16):1544-5.
Cypress AM et al. Brown fat in humans: consensus points and experimental guidelines. Cell Metab. 2014 Sep 2; 20 (3):408-15.
Paul Lee et al. Irisin and FGF21 are cold-induced endocrine activators of brown fat function in humans. Cell Metab. 2014 Feb 4; 19 (2):302-9.
Rajesh R. Rao et al. Meteorin-like is a hormone that regulates immune-adipose interactions to increase beige fat thermogenesis. Cell.2014 Jun 5; 157 (6):1279-91.
Martin E Lidell et al. Two types of brown adipose tissue in humans. Adipocyte. 2014 Jan 1; 3(1):63-6.
本文出自：吳佳鴻醫師 Dr.Henry Wu's Health Notes
