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减肥者的福音:神奇贴片坐着就把肉减了?

发布时间:2017-10-24 10:06:08   来源:季天也    浏览次数:306

◎本刊主笔  季天也

【不用管住嘴,不用迈开腿,只要老老实实坐着,照样能健康地减肥,你信吗?9月15日刊登在纳米科学领域权威期刊《ACS Nano》上的一项研究,就让这个看似荒唐的念头成为可能。美国北卡罗莱纳大学与哥伦比亚大学的研究团队,合作研发出一款减肥贴片,只需往皮肤上一贴,就能不知不觉间“烧掉”身上的赘肉。该研究得到了美国国立卫生研究院的资助。这到底是啥“黑科技”呢?】

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美国北卡罗莱纳大学 与哥伦比亚大学的研 究团队,合作研发出一款减肥贴片,只需往皮肤上一贴,就能 不知不觉间“烧掉” 身上的赘肉。 


  • 微针贴让小鼠减脂两成

《ACS Nano》官网信息显示,华裔科学家美国北卡罗莱纳大学教授顾臻(音译)与哥伦比亚大学教授蒋力(音译)带领的研究团队,合作研发出的减肥皮肤贴片,上面密布着底面直径200微米、尖端直径10微米的圆锥体显微操作针(下简称“微针”)。在如此细微的结构上,科学家们进一步植入了纳米颗粒——直径只有250纳米左右,相当于头发丝的1/400,肉眼是看不到的。

这些纳米颗粒中含有能“褐化”脂肪细胞的药物罗格列酮(一种被美国食品药品监督管理局批准用于治疗糖尿病的药物),以及协助药物释放的葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶。由于微针极细,受试者不会感受到疼痛,并且能方便地调节微针长短和药物剂量,实现个性化治疗。

研究团队在每只肥胖小鼠的下腹部各贴两块微针贴片,并将它们分成实验组和对照组。实验组小鼠的贴片一块有药,另一块没带药;对照组小鼠的两块贴片则都没有植入药物。每3天更换一次贴片,持续4周。实验结果是这样的:

①实验组小鼠贴有药物贴片的部位,脂肪量比无药贴片一侧减少了20%。

②实验组小鼠的空腹血糖水平比对照组明显下降。

③与正常体重的小鼠相比,实验组小鼠的耗氧量(反映整体代谢水平的指标)提高了20%。

要解释这些神奇的变化,还得从药物所作用的组织——脂肪说起。

  • 棕色脂肪“以脂燃脂”

人和许多哺乳动物体内的脂肪可以分为两种:白色脂肪和棕色脂肪。白色脂肪就是我们常说的“肥肉”。它的载体——白色脂肪细胞,内部充斥着一颗几乎占据细胞体积全部的大油滴(脂肪团),主要功能是将机体多余的能量以甘油三酯的形式储存起来,以备不时之需。棕色脂肪(也称褐色脂肪)细胞的功能刚好相反,就是“烧掉”多余的能量,它内部只有零星散布的一些小油滴,同时大量囤积了一种叫做线粒体的“细胞机器”,可以摄入大量葡萄糖和脂肪酸,将其分解转化成热量。线粒体含有大量铁离子,正是棕色脂肪细胞色泽的来源。

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人成年后体内只残存少量棕色脂肪细胞(图中绿色部分),分布于颈部和锁骨附近。

一般情况下,细胞对于能量的生产和利用需要维持供需平衡。如果细胞里的线粒体提供的能量超过细胞生理活动的需求量,就会产生大量的自由基,这对机体健康不利。但棕色脂肪细胞的产热供能不仅不受能量需求的限制,而且没有增加自由基的风险,能任性地挥霍体内多余的热量(葡萄糖或脂肪酸)。棕色脂肪细胞这种“以脂燃脂”的机理效果显著,同时还能增加骨密度(促进青少年骨骼发育,预防成年人骨质疏松)、提高机体对胰岛素和瘦素(上世纪90年代发现的代谢调节激素,能抑制食欲,由脂肪细胞分泌)的敏感度。但遗憾的是,成年人体内的棕色脂肪细胞少之又少。

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白色脂肪细胞(左)内部充斥着一颗几乎占细胞体积全 部的大油滴。棕色脂肪细胞(右)内部只有零星的一些 小油滴,同时大量囤积了线粒体,可以摄入大量葡萄糖 和脂肪酸,将其转化成热量。

 

  • 羽绒服让棕脂无用武之地?

别看呱呱坠地的新生儿显得肉嘟嘟的,但他们体内的棕色脂肪含量着实不少,体脂率(脂肪重量在人体重中所占比例)也远远低于成年人。总体来说,棕色脂肪细胞的活跃水平会在青春期达到巅峰,于是就有了“傻小子睡凉炕,全凭火力壮”的说法。之后,原生的棕色脂肪会随着年龄增加逐渐减少,成年后所剩无几。结果就是成年人总体上比婴幼儿和青少年更易胖,还更怕冷。幸运的是,全身的皮下脂肪组织还会一直生成“次生棕色脂肪”,帮助成年人适时燃脂。但“适时”到底是何时呢?

白色脂肪存在的意义在于储能,棕色脂肪耗能的目的则在于产热,而产热的需求来自维持体温。体外环境温度越低,对产热量的需求就越高。换言之,棕色脂肪能提升机体的抗寒能力,棕色脂肪细胞的数量和活跃度越高,越不觉得冷。比如棕色脂肪少的人可能在室温低至10℃时就觉得冷,而棕色脂肪多的人可能到7℃才觉得冷。

在这方面,人体生理机制还是比较智能的。2014年2月和7月发布在美国国立卫生研究院(NIH)官网的两项研究发现,肌肉打寒战(哆嗦)和寒冷会刺激白色脂肪转化为棕色脂肪,以便加速葡萄糖和脂肪酸的燃烧来提供热量维持正常体温——这也是游泳对减肥帮助较大的原因之一。到了温暖的环境中,维持体温容易得多,就不太需要靠棕色脂肪这个“油耗子”了,于是棕色脂肪细胞的活性和数量就会下降。相应地,机体会未雨绸缪,进行“冬脂夏藏”,具有储能和隔热作用的白色脂肪势力逐渐抬头,备战下一次寒冷的到来。

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在羽绒服等保暖神器面前,棕色脂肪因为越来越没有用武之地而纷纷溃散。

然而随着科技生活水平的提高,人们驾驭环境温度的能力大大增强,接触寒冷的频率和意愿持续下降。在空调、暖气、羽绒服等保暖神器面前,棕色脂肪因为越来越没有用武之地而纷纷溃散,中年发福就在所难免了。

  • 微针入药 精准高效

2015年初,美国国立卫生研究院官网的一篇文献显示,白色脂肪的褐变过程也可以通过药物来激活,而且更快。开篇华裔教授顾臻和蒋力团队的研究,正是利用药物将白色脂肪转化成棕色脂肪来实现减脂效果的。其实,市面上这样的临床减脂药物也有一些,但多是以口服和注射的方式进行全身性给药,容易产生骨折、体重增加和胃部不适等副作用。相比之下,这两支团队采用的微针贴片能不知不觉地穿刺皮肤,将药物直接送到脂肪组织中,提供了一种安全、无痛又直达“患处”的给药方式,也让“精准减肥”成为可能。

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微针贴片能更安全有效地将纳米颗粒中的药物缓慢地释 放到皮下脂肪组织,以刺激贴片周围的白色脂肪褐变。


顾臻表示,这种微针贴片能有效将纳米颗粒中的药物缓慢地释放到皮下脂肪组织,以刺激贴片周围的白色脂肪褐变,而不是快速将药物送到全身。蒋力认为,微针减脂贴片可能成为更加安全有效的肥胖症和糖尿病等相关代谢疾病的治疗手段。

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微针贴片将药物直接送到脂肪组织中,提供了一种安全、无痛又精准的给药方式,让“精准减肥”成为可能。


  • 少“开夜车”有益燃脂

当然,这一成果应用还仅停留在动物层面。截至顾臻和蒋力团队的研究论文发表时,他们还没有针对适合人类的微针减肥贴片展开试验和研究。那么,除了挨冻,我们目前还有什么手段实现棕色脂肪的“伟大复兴”呢?

答案是这两招:减少光照(特别是蓝绿光),低碳饮食(减少碳水化合物的摄入)。

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微针贴片这种用药手法,已经在疫苗接种领域进行过多次深入的尝试。

说到光照,就不得不提褪黑素,它可以催生棕色脂肪,并促进棕色脂肪细胞燃烧葡萄糖和脂肪酸产热。作为调节生物钟的激素,褪黑素只在黑暗的环境下分泌,靠视网膜来捕捉和传递光照信息。因为人造光源的丰富,现代人的“白天”越来越长,令褪黑素日趋式微,熬夜加班、通宵追剧⋯⋯“日不落”的生活抑制了棕色脂肪细胞的活性。

低碳饮食的作用就比较好理解了——防止能量摄入过剩,免得“居安思危”的机体为了储存无处安放的多余能量而召唤大量白色脂肪细胞。还有一种说法是,高碳饮食会提高一种叫做神经肽Y(NPY)的激素水平,而神经肽Y的作用恰恰是促进脂肪细胞储能(即催生白色脂肪、抑制棕色脂肪)并进一步增强食欲,让人陷入长膘的恶性循环。

不难看出,寒冷(至少别太暖和)、短光照和低碳饮食(模拟食物短缺)凑在一起,构成了鲜明的冬季特征。更重要的是,这3个条件还必须三管齐下,才能有效地镇压白色脂肪,复兴棕色脂肪。

【延伸阅读】

微针贴片:从“打”疫苗到“贴”疫苗

微针贴片这种用药手法,已经在疫苗接种领域进行过多次更深入的尝试,甚至在不久的将来,针筒注射这一传统的疫苗接种方式可能就要靠边站了。

疫苗的接种必不可少,但抵触扎针的人不在少数。为此,美国佐治亚理工学院和埃默里大学的研究人员开发出一种创可贴大小的试验性流感疫苗微针贴片。根据美国疾病预防控制中心(CDC)的描述,只需用拇指将贴片按压在皮肤上,微针就能刺入皮下并在几分钟内溶解,从而释放出疫苗制剂,之后再撕掉贴片,整个接种过程就完成了。

用拇指将流感疫苗微针贴片按压在皮肤上,微针就能刺入皮下并在几分钟内溶解,从而释放出疫苗制剂,之后再撕掉贴片,整个接种过程就完成了。


经过100例接种者的试验,该研究认为,这种无痛的流感疫苗贴片对人体是安全的,摄入后也能正常刺激免疫系统产生抗体。试验结束后,超过70%的接种人反映,比起打针,他们更愿意用这种形式接种疫苗。埃默里大学医学院教授纳迪涅·劳法尔博士表示,开发这种技术,是希望疫苗既能更安全、有效地被人体利用,又有使用方便、体验感好的优势。“由于微针可以完全溶解,没有金属针头等医疗废物残留,疫苗也不需要冷链保存,即使没有医疗机构帮忙也能正常接种。”

世界卫生组织的资料显示,全球每年有25万至30万人死于流感,微针贴片技术对储运、接种和废物处理的要求显然比传统注射宽松得多,大大提高了疫苗接种的便利性和自主性,对偏远、医疗条件差的国家或地区是个利好。未来两年,美国疾控中心还将与佐治亚理工学院合作,测试麻疹、风疹和脊髓灰质炎疫苗在微针贴片上的应用。

(如需要转载,请注明转自《环境与生活》杂志)

责编:季天也

网编:吴燕芳