“新瘦素”irisin：胖紙們的曙光來臨？

肥胖已經成為了全球性公共衛生問題。據WHO最新資料顯示，超重和肥胖是全球引起死亡的第五大風險因素。每年，至少有280萬成人死于超重或肥胖。另外，44%的糖尿病、23%的缺血性心臟病以及7%~41%的癌癥歸因于超重和肥胖。

目前，控制和管理體重的推薦方法仍然主要是健康飲食和增加運動量。運動除了增加能量消耗外，還可以帶來諸如預防心血管病、糖尿病甚至癌癥等疾病額外的好處，但具體機制尚不十分明確。

瘦素的發現曾經一度被認為找到了解決肥胖問題的鑰匙。但是，深入研究發現，除了有瘦素分泌缺陷者接受瘦素治療可以幫助減肥外，它僅僅是反映身體脂肪量的一個生物指標。因此，中文翻譯為瘦素有“謬托知己”之嫌。

科學家在2012年新發現的一種激素，非常有潛力成為真正的“瘦素”——他就是由骨骼肌分泌的irisin。

哈佛大學醫學院和美國Dana-Farber癌癥研究所6月6日發表的最新研究發現，運動過程中體內irisin升高，能量消耗增加并可以幫助控制血糖水平。研究人員認為，這一發現有希望給肥胖癥以及相關疾病的治療帶來突破。

【人體棕色脂肪組織】

白色脂肪組織（WAT）結構特點是細胞包含單一、大的脂滴，線粒體數量少，主要功能在于儲存能量。棕色脂肪組織（BAT）包含幾個小脂肪滴（多房性），線粒體豐富，線粒體內膜還表達一種獨特的解偶聯蛋白1（UCP1），可以氧化葡萄糖和脂肪酸產生能量，而UCP1又使得ATP高能化合鍵解偶聯，而直接轉化成熱量釋放。UCP1的調節主要是在轉錄水平，一種被稱為PGC1α的激活因子起著關鍵的作用。簡單來說，就是BAT可以直接燃燒脂肪產生熱量。

BAT是動物身體熱量產生的主要來源，曾經一度認為只存在于嬰兒和一些冬眠動物，不存在于成年人，或即便存在也處于靜默狀態。

2009年前后，科學家通過核醫學正電子發射斷層掃描（PET）研究發現，暴露于寒冷環境的成年人體內同樣存在BAT。

BAT產熱效應效率超高，據估算一個成年人僅有約50克BAT，不足人體總重量的0.1%，卻消耗人體20%的能量。交感神經兒茶酚胺激素和甲狀腺激素的產熱效應部分是通過激活BAT實現的。在寒冷暴露產熱和食物熱效應中占據主導地位。

除了一些經典意義上的BAT，在WAT和骨骼肌組織等部位散在一些具有轉變成棕色脂肪潛力的“褐變”脂肪組織。有實驗證據支持這些“褐變”脂肪細胞可能是由WAT轉化而來。

除了產熱效應外，BAT還發現參與甘油三酯的清除和糖代謝調控。這種發現為利用BAT調控來進行相應疾病治療開發奠定了基礎。

【Irisin，運動和產熱之間的信使】

研究發現，小鼠經過迅速用力的運動后，控制BAT產熱效應的關鍵因子PGC1α表達增加。但是，運動結束后又快速降低；而持續的肌肉抗力運動則可以刺激PGC1α維持高水平，這可能是運動會大量產熱的機制。

進入本世紀以來，科學家發現，骨骼肌運動后能夠釋放一些被稱為myokine的內分泌因子，因此，骨骼肌組織也被認為是重要的內分泌組織。

其中，博斯特倫研究小組于2012年發現的一種依賴于PGC1α的 myokine ，可以促進WAT“棕色化”并驅動產熱，被認為是運動和產熱之間的信使。因此以希臘女神Iris來命名為irisin。

最初發現在轉PGC-1α基因小鼠一種被稱為FNDC5的跨膜信號肽比野生型小鼠有高水平表達。FNDC5裂解后產生可溶性分泌形式就是irisin。

博斯特倫和他的同事證明，無論是在培養皿和體內，irisin都具有使得某些白色脂肪組織轉變為棕色脂肪組織的能力；FNDC5/irisin還共同增加棕色脂肪組織氧化葡萄糖和脂肪酸直接的產熱效應。這項研究發表在2012年的《自然》雜志上，成為該領域的標志性研究之一。

【Irisin，也是脂肪因子】

不僅是肌肉組織，脂肪組織同樣分泌FNDC5/irisin，因此也是一種新的、脂肪因子。不同解剖位置脂肪分泌FNDC5/irisin能力不同，皮下脂肪組織比內臟脂肪組織的分泌多得多，從這個視角來看，皮下脂肪是“好”脂肪，而內臟脂肪是“壞”脂肪，也更多的與代謝并發癥相牽連。

【Irisin，人類的運動基因？】

有研究發現，健康成人連續10周的耐力運動訓練增加血漿irisin水平；也有人觀察到急性劇烈運動后循環irisin水平顯著升高并維持30分鐘。因此，irisin被認為人類的運動基因，可以很好的解釋運動產熱效應。但是，也有研究結果并不支持這種說法。

【Irisin與代謝性疾病】

先前的研究中，關于irisin在肥胖癥、2型糖尿病以及胰島素抵抗中的作用，研究結論還存在爭論。

【令人鼓舞的最新研究結果】

6月6日發表的哈佛醫學院和美國Dana-Farber癌癥研究所的最新研究顯示，無論是運動激發的循環中irisin水平上升，或直接注射到小鼠體內，irisin都可以通過誘導基因轉化來實現白色脂肪向為棕色脂肪的轉換。隨著刺激棕色脂肪的轉換，irisin被證明可以改善喂食高脂飲食小鼠葡萄糖耐受性，這是代謝轉向健康的一個重要指標。

為了測試單獨增加irisin是否可以模仿運動帶來的好處，研究者向久坐肥胖和糖尿病前期模型小鼠體內注入一定量的irisin。僅僅經過10天的治療，小鼠血糖和胰島素水平便得到了很好的控制，就是說短期內注射irisin成功預防了糖尿病的發生并實現了一定程度的體重下降。

【總結】

綜上所述，有關人體棕色脂肪和irisin的發現和研究，至少從以下方面為我們帶來潛在的好處。

第一，闡明了運動與減肥和健康可能的機制。

運動可以直接“燃燒”脂肪：傳統認為，只有持續至少40分鐘以上的有氧運動才能動員脂肪氧化達到減肥的目標。

運動除了骨骼肌消耗的能量外，現在我們知道，還可以促使irisin分泌增加，一方面能促進“壞”（白色）脂肪向“好”（棕色）脂肪的轉化，增高基礎代謝率；同時，又促使棕色脂肪組織氧化葡萄糖和脂肪酸產生熱量，而不是將能量儲存于ATP高能化合鍵內供組織利用，這才是真正意義上的“直接燃燒脂肪”。

闡明了運動其他好處機制：一份運動帶來一份好處，增量運動帶來增量的收益，這種說法一直只是基于臨床觀察，耗能之外的其他好處一直缺乏合理的解釋。現在發現，Irisin可以幫助控制血糖水平，減輕或消除胰島素抵抗，改善體內代謝狀況，從而實現這些這些額外的好處。

第二，為新型減肥和糖尿病治療藥物的開發帶來潛在的革命性突破的可能。

雖然長期、大劑量給藥的效果尚有待進一步研究，但是，僅僅10天的短期適量治療帶來的實質性效果，充分表明Irisin完全有可能成為一種以棕色脂肪組織為作用標靶的潛力藥物，為肥胖和糖尿病的預防和治療帶來新的曙光。