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SME按：咖啡於現代人而言，儼然已是難以割捨的一部分。當代都市人的桌上常備一杯咖啡，這是與你一同抵抗困倦與疲勞的“忠實夥伴”；而手機裡時不時接收著來自長輩分享的咖啡有害論文章。本文則立足於最新的科學研究，談一談人體脂肪與咖啡的那些事兒。
喝咖啡能減肥？似乎不是什麽新鮮的傳聞。只要搜索咖啡減肥，就會出現許多關於如何利用咖啡減脂瘦身的詞條信息。
而在2018年，Express的一篇文章中指出：研究者發現咖啡因可以促進人體內的新陳代謝以及增加人體燃燒體內卡路裡的潛能。這似乎向人們解釋了喝咖啡能減肥的原理，當然如果你的咖啡中含有糖，奶油，風味糖漿等，它就變成了肥宅快樂興奮飲料。
最近，諾丁漢大學的科學家發表的一篇論文似乎開啟我們對咖啡減肥的新認識。科學家發現喝咖啡可以激活人體內的“棕色脂肪”。可能有人會疑惑，什麽是棕色脂肪？難道人體內的脂肪可以按照顏色區分？
人類和哺乳動物有兩種主要的脂肪組織：“棕色脂肪” 和“白色脂肪”。
棕色脂肪細胞內含有更多的微小脂滴和更多含鐵的線粒體，它們給予脂肪細胞深褐的顏色。相較於結構比較複雜的棕色脂肪細胞，白色脂肪細胞往往隻含有一個脂滴和更少的線粒體，這讓白色脂肪呈現白色或者黃色。
棕色脂肪相較於白色脂肪有更多的小脂滴，並且包含更多的線粒體
在功能上，身體將多餘能量以白色脂肪的形式儲藏，這種脂肪可以為你體內器官提供緩衝和保護。而棕色脂肪則會消耗卡路裡產生熱量，它不會儲存能量，通常也被稱為“好脂肪”。
棕色脂肪和白色脂肪都是人體必需的，只不過白色脂肪就是身上的“肥肉”，是人類進化過程中決定生存需要的“儲備糧”，現今它會引起的過度肥胖並導致健康問題。
比較遺憾的是，人類只有在短暫的嬰兒時期有較多的棕色脂肪含量。隨著年齡的增長，棕色脂肪的數量顯著減少。成年人的棕色脂肪多集中於肩胛位置，至於白色脂肪，你只需要照下鏡子，哪裡肉多，它就在哪。
棕色脂肪在嬰兒、成年人和老鼠體內的分布
我們的近親，其他靈長類哺乳動物呢？杜克大學的研究者指出：“人類是靈長類中的胖子。” 即使擁有六塊腹肌健美身材的人與之相比，其他靈長類動物也比我們瘦很多。通常靈長類哺乳動物含有小於9%的體脂肪，而一個健康的成年人一般在14%到31%。
為了研究人類與其他靈長類脂肪儲備的不同。科學家研究了人類、黑猩猩和獼猴的脂肪樣本。利用ATAC-seq技術，掃描了這些樣本的基因組。科學家們發現脂肪細胞DNA包裝方式不同，這導致了人類失去了將白色脂肪細胞轉化成棕色脂肪細胞的部分能力，越來越多的白色脂肪在體內囤積。
我們的大腦可能是造成這件事的另一個原因。研究表明在過去600到800萬年的演變過程中，人類的大腦體積增長了3倍，而作為燃料的白色脂肪起到了至關重要的作用。相比較之下，黑猩猩的腦體積沒有絲毫的變化。
不得不說，儲存能量的白色脂肪為我們的先祖在資源相對匱乏的環境下，提供了生存優勢，也讓我們變得非常聰明。然而這種進化結果對於現在的我們可能就有些多餘了。人們目前已知棕色脂肪可以通過低溫刺激和飲食改善，顯然通過讓人體暴露於寒冷之中刺激棕色脂肪不是一個合適的方法。
那麽有沒有更好的辦法呢？我們回到最開始的話題：咖啡可以激活體內的棕色脂肪。
棕色脂肪組織通過活化位於線粒體內膜的解偶聯蛋白-1（UCP1）來產生熱量和代謝大量營養素。諾丁漢大學的科學家研究咖啡因對棕色脂肪組織生熱作用的影響分別進行了體內和體外的實驗。
體外實驗：
研究組培養了小鼠間充質幹細胞（mMSCs），通過差異化增加咖啡因濃度（0.1-10mM）判定適宜試驗的咖啡因濃度為1mM。這個濃度也作為人類骨髓幹細胞(hMSCs)的實驗參考濃度。
再利用線粒體染色和免疫細胞化學觀察線粒體強度和UCP1的豐富度。緊接著利用透射電鏡和基因表達進行分析。最後利用海馬試驗測量氧氣消耗率和細胞酸化率。
1mM 咖啡因處理對脂肪細胞線粒體的間隔的適應性（線粒體-紅，細胞核-藍，脂滴-綠）
線粒體染色顯示了咖啡因能促進線粒體形成，也改變了線粒體的形狀：呈圓形並且有豐富的片狀脊。在人類骨髓幹細胞培養中，咖啡因引起了相似的情況，脂質增加，新陳代謝活躍和UCP1蛋白豐富。
為了確認線粒體形成現象是由咖啡因引起的，研究組利用海馬試驗確認了咖啡因增強了細胞功能性呼吸作用和細胞外酸化率。通過基因分析，咖啡因也增加的部分基因的表現，包括棕色脂肪細胞的相關基因。
人類骨髓幹細胞暴露在咖啡因21天的成脂分化 （UCP1正調節-紅，細胞核-藍，脂滴-綠）
該實驗得出兩個結論：1. 咖啡因處理增加了UCP1蛋白表現，線粒體的生源論和MSCs衍生的脂肪細胞生物能學簡況；2. 咖啡因處理在MSC 脂肪形成的過程中顯示了淺棕色/棕色基因的增量。
體內實驗：
研究組招募了9名健康的志願者（4男；5女），平均BMI為23kg/m3。在實驗中9個人喝了含有65mg咖啡因的咖啡飲料和對照實驗中這9個人喝了水。在咖啡因攝入前後分別利用了熱成像技術對肩胛骨部分的棕色脂肪進行分析，最後將數據結果進行統計分析。
志願者在實驗9個小時前沒有攝入任何咖啡因，藥物或酒精，也沒有劇烈的運動，並且至少距離上次進食兩個小時以上。室內，咖啡飲品和水的溫度控制在22攝氏度。熱成像分析在志願者飲用咖啡飲品後靜坐30分鐘進行。
Ci為咖啡因攝入前，Cii為咖啡因攝入後
9名參與者在咖啡因攝入後，棕色脂肪區域平均增加了0.2攝氏度。該實驗結論為，咖啡因可以促進人體棕色脂肪組織區域的溫度上升，說明了棕色脂肪細胞作用並產生了熱量。
總而言之，該研究為支持合理劑量的咖啡因攝入能促進棕色脂肪功能提供了證據。或許將來科學家們可以繼續研究具體營養元素對UPC1的影響和對BAT的促進作用。
現今有一些假設表示增加棕色脂肪的含量可以減脂並且解決發胖問題，也有研究者擔心過多的棕色脂肪燃燒卡路裡是否會導致增加饑餓感從而引起暴飲暴食。
不得不說，目前人類對棕色脂肪的了解還不是很全面，隨著對它的深入了解這或許將會成為解決肥胖問題的關鍵鑰匙。
*參考資料
University ofNottingham. "Could coffee be the secret to fighting obesity?."ScienceDaily. ScienceDaily, 24 June 2019.
Ksenija Velickovic, Declan Wayne, Hilda Anaid Lugo Leija, Ian Bloor,David E. Morris, James Law, Helen Budge, Harold Sacks, Michael E. Symonds,Virginie Sottile. Caffeine exposure induces browning features in adipose tissuein vitro and in vivo. Scientific Reports, 2019; 9 (1)
Duke University. "What made humans 'the fat primate'? Changesin DNA packaging curbed our body's ability to turn 'bad' fat into 'good'fat." ScienceDaily. ScienceDaily, 26 June 2019.
Pam Peeke MD MPH FACP, “What’s thedifference between white fat and brown fat”,Women’sHealth, Apr 24 2014.
Cristian Nordqvist, “Brown fat: What is it and can it help reduceobesity?”, MedicalNewsToday, Mar 9 2017.
Emily Hogdkin, ”Drinking your coffee like this will help you loseweight, scientists have found”, EXPRESS, Jan 11 2018.
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