米色脂肪在保护大脑免受痴呆症方面“不可或缺”

米色脂肪在保护大脑免受痴呆方面是“不可或缺的”
Drs。亚历克西斯·斯特拉纳汉和共同作者免疫学家巴巴克·巴班博士。来源:奥古斯塔大学Michael Holahan

米色被认为是一种镇静的油漆颜色,科学家们有新的证据表明,米色脂肪对大脑有类似的影响,可以降低与更常见的白色脂肪相关的炎症,并提供预防痴呆症的功能。

他们发现米色脂肪在“梨形”人的皮下脂肪中,它们通常与白色脂肪细胞混合在一起,调节皮下脂肪Alexis M. Stranahan博士和她的同事在杂志上报告说自然通讯

奥古斯塔大学乔治亚医学院的神经科学家斯特拉纳汉说,梨型身材的人体重分布更均匀,而“苹果型”身材的人,脂肪集中在腹部,经常分布在内脏器官,如腹腔的肝脏周围,被认为患心脏病和糖尿病等心脏代谢疾病的风险更小,认知能力也会下降。

该研究的通讯作者Stranahan说,现在科学家们已经证明,米色脂肪细胞或脂肪细胞对于皮下脂肪的神经保护和抗炎作用是“不可或缺的”。

事实上,在没有米色脂肪细胞的情况下,面对高脂肪饮食,他们看到皮下脂肪开始变得更像危险的内脏脂肪,斯特拉纳汉说临床研究杂志这种内脏脂肪向大脑中的常驻免疫细胞发出信号,引发炎症,最终损害认知能力。“这是一个非常不同的特征,”她说。

器官周围的内脏脂肪主要是白色脂肪细胞,它们以甘油三酯的形式储存能量,甘油三酯是血液中发现的另一种脂肪类型,是心脏病和中风的风险因素。特别是在在美国,皮下脂肪是白色和米色脂肪细胞的混合物,这些米色细胞更像棕色脂肪细胞,它们充满了称为线粒体的能量源,能够有效地利用脂肪和糖在产热过程中产生热量。运动和寒冷暴露据说能使所谓的白色脂肪细胞“变白”。

在他们的一些研究中,科学家使用了一种特定的基因被敲除,可以防止皮下脂肪中的脂肪细胞变黄或褐变,有效地导致皮下脂肪更像内脏脂肪。

在高脂肪饮食中,已经有研究表明,这些老鼠患糖尿病的速度比那些米色脂肪正常量的老鼠更快。众所周知,将皮下脂肪移植到肥胖小鼠体内会在几周内改善它们的代谢状况,她想知道对认知问题的潜在影响。

而既正常又在四周的时间里体重增加了大约相同的数量,在测试中,没有功能性米色脂肪的小鼠表现出加速的认知功能障碍,它们的大脑和身体对高脂肪饮食表现出强烈而快速的炎症反应,包括激活小胶质细胞,这些驻留在大脑中的免疫细胞,可以进一步加剧炎症,导致痴呆和其他大脑问题。

这些小鼠的年龄与20多岁的人相当,在它们患上糖尿病之前,它们的小胶质细胞已经开启了许多炎症标志物。有趣的是,他们作为对照组研究的正常小鼠也打开了这些标记,但也打开了抗炎标记,显然是为了尽量减少任何反应。

通常情况下,高脂肪饮食的小鼠需要大约三个月的时间才能在一个月内表现出他们在米色脂肪淘汰中看到的那种反应。

为了进一步探索米色脂肪的影响,他们还将年轻、瘦弱的健康小鼠的皮下脂肪移植到其他正常但现在肥胖的小鼠的内脏区室中,这些小鼠在保持高脂肪饮食10至12周后出现了类似痴呆症的行为。

移植皮下脂肪可以改善记忆力,恢复基本上正常的突触可塑性——神经元之间的连接适应能力,以便它们可以交流——在海马体中,大脑深处的学习和记忆中心。Stranahan和她的同事们写道,这些积极的变化依赖于供体皮下脂肪中的米色脂肪细胞。

另一方面,来自米色脂肪的移植并没有改善肥胖小鼠的认知能力,包括严格客观的测量,如神经元之间的电活动的增加。

斯特拉纳汉说:“如果我们能弄清楚米色脂肪是如何限制炎症的,以及米色脂肪是如何提高大脑可塑性的,那么也许我们可以以某种方式用药物或冷刺激的米色来模拟,甚至在你年轻时取出一些皮下脂肪,冷冻起来,等你老了再把它放回你体内。”

所有的脂肪都充满了免疫细胞,它们既能促进炎症,也能抑制炎症。他们发现米色脂肪与这些免疫细胞持续相互作用,在皮下脂肪中诱导抗炎细胞因子IL-4。她指出,IL-4反过来是寒冷刺激脂肪“变黄”所必需的。

同样反过来,脂肪在脑膜(一种覆盖在大脑上的多层帽,有助于保护大脑)中诱导免疫反应的关键驱动因素小胶质细胞和T细胞中的IL-4。他们还发现,产生脑脊液的脉络膜丛中的T细胞有IL-4诱导的镇静作用。

科学家们写道,他们的发现表明IL-4直接参与了海马体中米色脂肪细胞和神经元之间的交流。

斯特拉纳汉说:“如果你在夏令营里玩过,就会觉得这有点像《小巷里的低语》(Whisper Down the Lane)。

当Stranahan和她的团队进一步研究时,他们发现是接受者自己脑膜中的T细胞被移植的米色脂肪细胞召唤起积极的保护作用,而不是移植脂肪本身的免疫细胞。

有证据表明,在慢性肥胖中,你自己的免疫细胞可以到达大脑,而在这种情况下,没有证据表明是捐赠者的免疫细胞在完成这一旅程。

斯特拉纳汉说:“这很令人兴奋,因为我们有一种方法可以让外周免疫细胞与大脑相互作用,以促进认知。”他指出,免疫细胞在大脑中也有很多不好的事情,比如导致中风和阿尔茨海默氏症。

她接下来的许多目标包括进一步了解移植脂肪的位置有多重要,比如将皮下脂肪转移到皮下区域是否能更好地防止认知能力下降;将内脏脂肪移植到皮下是否会降低其损害作用;更好地理解皮下脂肪是如何传递积极的抗炎信息的。她还想在雌性小鼠身上探索这些问题,因为目前的研究仅限于雄性小鼠。

但他们和其他人的发现强调了固有脂肪分布的重要性,这可能是患癌症风险最高的人的生物标志物她说。

肥胖阶段可能是另一个因素,因为她也有早期证据表明,高脂肪饮食维持的时间越长,皮下脂肪增加得越多,其保护能力就会下降,内脏脂肪就会增加。

斯特拉纳汉指出,即使是健康、不肥胖的年轻人,内脏脂肪也会产生更高水平的基础炎症。

斯特拉纳汉强调,她不希望她的研究结果引起超重人群的过度关注或对他们产生更多偏见,而是希望更好地识别风险因素,并根据个人的需要采取不同的干预点和方法。

斯特拉纳汉和她的同事于2015年在该杂志上报道大脑、行为和免疫,一个促使小胶质细胞一反常态地不动,并开始吞噬神经元之间的连接。

在成年人中,棕色脂肪主要位于肩胛骨和上胸部之间。有证据表明我们可以增加棕色和每天把我们暴露在较冷或较冷的温度中几个小时,并通过高强度的运动来培养细胞。这些方法也会促使白色脂肪变白。她说,我们大多数人可能有几种脂肪细胞类型的组合:大部分是白色的,米色的较少,棕色的更少。

更多信息:郭德煌等,米色脂肪细胞介导肥胖小鼠皮下脂肪的神经保护和抗炎作用,自然通讯(2021)。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 24540 - 8

引用:米色脂肪在保护大脑免受痴呆症方面是“不可或缺的”(2021年,8月10日),检索自2023年1月14日//www.puressens.com/news/2021-08-beige-fat-indispensable-brain-dementia.html
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