衰老從脂肪開(kāi)始?延緩肉肉老化,增加生命長(zhǎng)度,我們可以這么做
編者按
有人說(shuō),脂肪是女性一生之?dāng)?,如今?ài)美愛(ài)健康的男性也加入了敵視脂肪的行列,那么脂肪組織真的和我們站對(duì)立面嗎?并非如此。
脂肪組織其實(shí)是人體中一個(gè)重要的內(nèi)分泌、免疫、再生器官,而且它和其他器官一樣會(huì)衰老。更有甚者,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),脂肪組織的衰老會(huì)加速身體其他部分的衰老,避免脂肪組織衰老則能夠延長(zhǎng)健康壽命!
全國(guó)排名第一的上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整形外科,近期在頂級(jí)期刊《Nature》子刊《Cell Death & Disease》上發(fā)表了一篇綜述文章,全面解答了三個(gè)方面的問(wèn)題:脂肪組織是怎樣隨年齡變化的?胰島素抵抗和慢性炎癥原來(lái)都能歸功于脂肪組織?以及是否已經(jīng)值得有注意的、干預(yù)脂肪組織的抗衰方法?今天,筆者將為大家詳細(xì)解讀這篇綜述。
圖注:綜述題為《脂肪組織衰老:機(jī)制和治療意義》,由上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院整形外科發(fā)表
脂肪組織
脂肪組織是人體最大的能量?jī)?chǔ)存器和內(nèi)分泌器官,維持著全身葡萄糖、脂質(zhì)和能量的穩(wěn)態(tài)[1]。
它可以分為白色脂肪組織、棕色脂肪組織和米色脂肪組織[1]。
白色脂肪組織是主要的脂肪儲(chǔ)存場(chǎng)所,人體的能量倉(cāng)庫(kù),主要分布于皮下和內(nèi)臟,也參與多種免疫和內(nèi)分泌反應(yīng)。棕色脂肪組織則位于人類的肩胛骨之間、鎖骨上方、腎臟上方和主動(dòng)脈旁的間隙中,是一種通過(guò)不顫抖產(chǎn)熱,在寒冷環(huán)境中維持體溫的關(guān)鍵產(chǎn)熱細(xì)胞,能夠增強(qiáng)能量消耗。而米色脂肪組織來(lái)源于白色脂肪組織干細(xì)胞庫(kù),分布廣泛,卻和棕色脂肪組織作用相似[1-2]。
這三者都需要保持合適的量,在能量平衡方面,白色脂肪儲(chǔ)能,棕色、米色脂肪耗能,兩方失衡會(huì)導(dǎo)致肥胖或機(jī)體能量不足。同時(shí)白色脂肪太少會(huì)影響女性月經(jīng)來(lái)潮甚至導(dǎo)致閉經(jīng),棕色和米色脂肪太少有無(wú)法維持體溫的風(fēng)險(xiǎn)[2]。
圖注:三種脂肪組織對(duì)比,圖片來(lái)自heho健康
此外,我們還能按部位將脂肪組織分為皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪[1]。
隨著年齡增長(zhǎng),
脂肪組織會(huì)發(fā)生什么改變呢?
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),小鼠的白色脂肪組織會(huì)早于其他器官出現(xiàn)老年的基因表達(dá)改變[3],也就是說(shuō),脂肪組織的改變意味著機(jī)體開(kāi)始衰老。
脂肪組織隨衰老的改變包括三個(gè)方面:脂肪組織的重分布、脂肪祖細(xì)胞和干細(xì)胞功能的減退,以及脂肪細(xì)胞本身的衰老[1]。
脂肪組織的重分布
脂肪的重分布有兩種表現(xiàn):
一是隨著年齡增長(zhǎng),下半身的皮下脂肪減少,內(nèi)臟脂肪增加[4]。盡管有礙美觀,但皮下脂肪似乎有益于糖尿病、血脂、心血管疾病[5]。反而是沒(méi)那么顯眼的內(nèi)臟脂肪危害更大,它的增加提高了年齡相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)[5]。
圖注:黃色代表皮下脂肪,紅色代表內(nèi)臟脂肪,隨著年齡增長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)兩者的重分布
二是棕色和米色脂肪組織則隨年齡的增加而減少并且功能下降[1]。年齡相關(guān)的SIRT1減少,阻礙白色脂肪組織向米色脂肪組織的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致米色脂肪組織減少[6]。衰老相關(guān)的線粒體功能受損和線粒體中產(chǎn)熱的解耦連蛋白1表達(dá)減少,加上老年人交感神經(jīng)活性低導(dǎo)致的,寒冷環(huán)境中棕色脂肪組織激活情況不佳,這些因素共同導(dǎo)致棕色脂肪組織耗能和產(chǎn)熱能力降低[7-8]。于是老年人出現(xiàn)熱失調(diào)和能量失衡,難以維持體溫且容易肥胖[9]。
脂肪祖細(xì)胞和干細(xì)胞的增殖和分化能力下降
從30歲開(kāi)始,脂肪祖細(xì)胞和干細(xì)胞的增殖逐漸減少,50歲時(shí)這種減少達(dá)到頂峰[1]。
而脂肪祖細(xì)胞和干細(xì)胞的脂質(zhì)生成能力也隨年齡的增長(zhǎng)出現(xiàn)下降??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),老年人脂肪組織中,C/EBPα和PPAR-γ的基因表達(dá)都降低,其中前者是前脂肪細(xì)胞分化和脂肪細(xì)胞維持的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,后者是一種核受體,它的激活能夠促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的吸收和脂質(zhì)生成[10-12]。
再加上抗脂肪生成因子水平升高,繼續(xù)抑制脂質(zhì)生成[1]。
幾方面原因綜合,導(dǎo)致成熟的脂肪細(xì)胞不足或功能障礙,老化的脂肪組織儲(chǔ)存脂肪的能力下降,其他組織和器官暴露在游離的脂肪酸中,受到脂毒性的損害[13]。
圖注:隨著衰老進(jìn)程,衰老細(xì)胞累積,脂肪祖細(xì)胞和干細(xì)胞功能障礙,免疫細(xì)胞失調(diào)
脂肪細(xì)胞本身的衰老
脂肪細(xì)胞和其他細(xì)胞一樣,也會(huì)逐漸老化。除了細(xì)胞本身功能障礙,它們還會(huì)分泌衰老相關(guān)分泌表型(SASP),即衰老信號(hào)[1],抑制周圍未衰老的祖細(xì)胞生成脂肪,與衰老細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí),只有 20% 的脂肪祖細(xì)胞會(huì)有脂肪蓄積,而與非衰老細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí),出現(xiàn)脂肪積蓄的祖細(xì)胞比例會(huì)上升至50%以上[14]。
與脂肪組織密切相關(guān)的
胰島素抵抗和慢性炎癥
除了上文提到的脂肪組織發(fā)生的變化和后果外,研究者們還從微觀的角度,對(duì)脂肪組織導(dǎo)致胰島素抵抗和慢性炎癥進(jìn)行了解釋。
胰島素抵抗其實(shí)和脂肪組織息息相關(guān),比如以胰島素抵抗為特點(diǎn)的2型糖尿病和肥胖相關(guān)性極高??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),胰島素生成和釋放的信號(hào)傳遞中與年齡相關(guān)的缺陷,在脂肪組織中表現(xiàn)得更為明顯,這表明脂肪組織可能是衰老過(guò)程中胰島素抵抗的起源[15]。
原因在于,一方面脂肪細(xì)胞本身和脂肪細(xì)胞外基質(zhì)中因?yàn)樗ダ?,出現(xiàn)肥大、營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸效率低下、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)不良等等年齡相關(guān)的變化,影響營(yíng)養(yǎng)和能量穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致機(jī)體更容易發(fā)生代謝性疾病[16]。另一方面脂肪組織釋放的細(xì)胞因子,比如胰島素信號(hào)增敏劑——脂聯(lián)素,在衰老過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)失調(diào),導(dǎo)致衰老相關(guān)的慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)增加[17-18]。
而衰老的一大標(biāo)志、和很多衰老相關(guān)慢性病相關(guān)的低水平慢性炎癥,也要?dú)w于脂肪組織。前脂肪細(xì)胞被認(rèn)為是衰老過(guò)程中炎性細(xì)胞因子的主要來(lái)源[1]。比如,人體30%的血清IL-6(一種公認(rèn)的炎癥因子)由白色脂肪組織產(chǎn)生,內(nèi)臟的白色脂肪組織產(chǎn)生的IL-6水平還要高于皮下脂肪組織[1]。而失調(diào)的脂肪組織產(chǎn)生游離脂肪酸,也會(huì)促進(jìn)炎癥[19]。
圖注:脂肪老化發(fā)生的各種變化
一些干預(yù)脂肪組織的抗衰方式
其實(shí)目前很多抗衰方式都干預(yù)了脂肪組織。
Senolytics
Senolytics通過(guò)殺傷衰老細(xì)胞抗衰,比如聯(lián)合使用達(dá)沙替尼-a 和槲皮素-酪氨酸激酶抑制劑,可以緩解衰老相關(guān)的身體功能障礙,包括最大步行速度、懸掛耐力和握力,同時(shí)降低 24-27個(gè)月的小鼠(相當(dāng)于75-90歲的人類)的死亡風(fēng)險(xiǎn)并延長(zhǎng)壽命[20]。在一項(xiàng)研究中,接受Senolytics治療的老年糖尿病腎病患者,在11天內(nèi)表現(xiàn)出了脂肪組織衰老細(xì)胞和SASP明顯減少[21]。
PPARγ激動(dòng)劑噻唑烷二酮(TZD)
噻唑烷二酮類藥物在臨床上常用于糖尿病治療(如羅格列酮、吡格列酮等),能夠改善胰島素抵抗[22]。最近的研究發(fā)現(xiàn),低劑量 PPARγ 激動(dòng)劑噻唑烷二酮(TZD)可能是一種對(duì)抗衰老、延長(zhǎng)壽命的新型干預(yù)措施。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),老年小鼠的內(nèi)臟脂肪組織對(duì)TZD治療的反應(yīng)最大,特別是炎癥反應(yīng)方面。TZD治療下,小鼠年齡相關(guān)的脂肪組織下降得到改善,衰老白色脂肪組織中的炎癥和纖維化減少,表現(xiàn)了對(duì)維持脂肪組織穩(wěn)態(tài)的益處[23]。
經(jīng)典熱量限制法
熱量限制法是抗衰老領(lǐng)域最經(jīng)典的方式,最直接的對(duì)脂肪組織的干預(yù),是可以通過(guò)長(zhǎng)期減少總熱量攝入(在不造成營(yíng)養(yǎng)不良的前提下)來(lái)防止異常脂肪堆積[24]。
此外,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),PPARγ介導(dǎo)的脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因表達(dá)會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而下調(diào),但是熱量限制法則可以逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程,可抑制白色脂肪組織中與年齡相關(guān)的大部分變化[25]。
有趣的是,當(dāng)科學(xué)家們對(duì)大鼠的內(nèi)臟脂肪組織進(jìn)行手術(shù)切除,得到的延壽效果差不多相當(dāng)于熱量限制的20%[26]。或許熱量限制法的一部分效果正是通過(guò)減少內(nèi)臟脂肪組織達(dá)成的。
通過(guò)模擬熱量限制對(duì)抗衰老的機(jī)制,被稱為熱量限制模擬物的一些藥物也能起到抗衰老的作用,比如抗衰領(lǐng)域的明星物質(zhì)二甲雙胍,能夠通過(guò)提高與脂質(zhì)代謝相關(guān)的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21(FGF21)水平,來(lái)防止異常的白色脂肪細(xì)胞累積[27]。
并且,相比其他熱量限制模擬物,二甲雙胍的獨(dú)到之處在于它還能改善PPAR信號(hào)傳導(dǎo)、線粒體脂肪酸氧化和脂肪組織中的膠原三聚化,對(duì)抗脂肪組織的衰老變化[28]。
基因編輯
盡管存在很大爭(zhēng)議,但基因治療仍然是很有前途的疾病治療和抗衰方法,并且在逐漸從愿景變?yōu)榕R床現(xiàn)實(shí)??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),內(nèi)臟白色脂肪組織中Nrip1基因的表達(dá)隨著衰老而增加,可能與衰老過(guò)程中的內(nèi)臟脂肪組織的增加有關(guān)。于是他們將目光投向Nrip1基因缺失的小鼠,發(fā)現(xiàn)小鼠卵巢周圍白色脂肪組織中的衰老細(xì)胞和促炎因子減少,而自噬活性增加,最終健康壽命延長(zhǎng)[29]。
可見(jiàn)干預(yù)脂肪組織的抗衰方法和年齡相關(guān)疾病治療方法,前途一片光明。
筆者總結(jié)一下,本篇綜述告訴了我們,脂肪組織在衰老過(guò)程中會(huì)發(fā)生顯著變化,而且是在衰老早期就會(huì)發(fā)生,這些變化其實(shí)促進(jìn)了人體衰老和年齡相關(guān)疾病的發(fā)生。而現(xiàn)在已有一些研究證明,逆轉(zhuǎn)脂肪組織的某些變化對(duì)健康是有益的,我們可以期待,未來(lái)會(huì)有更多干預(yù)脂肪組織的抗衰新方法出現(xiàn)!
—— TIMEPIE ——
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