《細胞》子刊:爾濱之冷,有意外之喜!科學家發現,在寒冷環境暴露兩小時可改變人體信號脂質水平,有益心臟健康丨科學大發現

2024年01月24日19:35:04 科學 1028

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最近哈爾濱可真火啊!

冰雪大世界、白狐、哈葯六廠……,簡直讓遊客們目不暇給。

不過,南方遊客們肯定沒想到的是,在沉浸於冰雪世界帶來的快樂的同時,他們可能還收穫了一份健康大禮

今天,由西班牙格拉納達大學Borja Martinez-Tellez和Jonatan R. Ruiz領銜的研究團隊,在《細胞》旗下的著名期刊Cell Reports Medicine上發表發表一項重要研究成果[1]。

他們讓64名年齡在18到25歲之間的健康受試者,在寒冷(4-5℃)的環境中暴露兩個小時,然後分析寒冷對血液中信號脂質水平的影響

他們發現,兩小時的寒冷暴露可大幅提升受試者的ω-6(增加46.9%)和ω-3(增加77.4%)及其氧化脂質的水平,而且這些信號脂質的變化與更健康的心臟代謝狀況有關。

出乎研究人員預料的是,寒冷引起的信號脂類變化竟然與棕色脂肪組織無關。此外,為期半年的運動也不會改變寒冷暴露對血漿信號脂質變化的影響。這意味著,寒冷可能通過一種未知的方式影響人類的心臟健康。

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論文首頁截圖

實際上,已經有很多研究發現,適度的低溫有益健康。

早在2015年,就有研究人員發現10天的低溫暴露(14-15℃),可使2型糖尿病患者的外周胰島素敏感性增加43%[2]。

在2022年,卡羅林斯卡學院曹義海團隊在《自然》上發表的一篇研究表明,與30℃的環境相比,在4℃條件下,小鼠的腫瘤生長減緩了80%,且生存期幾乎翻倍[3]。

絕大部分的冷暴露有益健康的研究,都將棕色脂肪組織被激活作為背後的原因。雖然基於小鼠的研究發現了很多棕色脂肪組織分泌的信號分子,例如12,13-DiHOME、12-HEPE、MaR2、eCBs和溶血磷脂等脂質;但是這些信號脂質在人體內是否存在,以及有什麼作用,目前知之甚少

為了搞清楚低溫暴露對人體血漿中信號脂質的影響,Martinez-Tellez團隊招募了64名年齡在18到25歲之間的健康受試者,其中女性47人。所有受試者在開始低溫暴露之前,都採集了血漿,然後在4-5℃的寒冷環境中暴露兩個小時,暴露期間連續採集血漿。

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研究流程圖

從檢測結果來看,與寒冷暴露前相比,兩個小時的寒冷暴露增加了ω-6多不飽和脂肪酸的亞油酸(LA)、二高-γ-亞麻酸(DGLA)和花生四烯酸(AA)及其衍生氧化脂質的水平(39種ω-6多不飽和脂肪酸中的32種都增加了;平均增幅為46.9%;P≤0.04)。

類似地,與寒冷暴露前相比,兩個小時的寒冷暴露也增加了ω-3多不飽和脂肪酸的α-亞麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)及其衍生的氧化脂質的水平(17種ω-3多不飽和脂肪酸全部增加;平均增幅為77.4%;p<0.001)。

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ω-6和ω-3脂質的增加水平

此外,冷暴露只增加了兩種eCBs的水平,而降低了它的類似物的水平。溶血磷脂酸(LPA)的水平也在冷暴露後下降(11種LPA中的9種平均降幅為17.2%;p≤0.01)。

當他們按照性別和體重進行重複分析時,上述結果依然存在。只不過,與超重或肥胖的受試者(分別為31.6%和69.9%)相比,體重正常的受試者體內的ω-6和ω-3氧化脂質水平在寒冷條件下的升高幅度更大(分別為58.0%和81.9%)

在後續的分析中,Martinez-Tellez團隊發現,在寒冷誘導的血漿信號脂質變化中,只有一小部分(平均為4%)與棕色脂肪組織相關指標有輕微的相關性。此外,寒冷誘導的ω-6和ω-3氧化脂質水平變化與更健康的心臟代謝狀況有關;相比之下,寒冷誘導的eCBs和類似物、溶血磷脂等的變化與心臟代謝風險因素無關

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寒冷引起的信號脂類變化與棕色脂肪組織相關指標無關

考慮到超重或肥胖受試者ω-6和ω-3氧化脂質水平升高水平相對較低,這意味著肥胖會損害寒冷暴露給心臟健康帶來的益處。

在研究的最後,Martinez-Tellez團隊還探索了運動對寒冷暴露效果的影響。因為,他們認為運動也可以增強心臟代謝健康,而且能促進人體內棕色脂肪細胞的活化。

不過,研究數據顯示,與對照組相比,經過半年的運動計劃之後,無論是中等強度運動,還是劇烈運動都不會顯著改變上述脂質對寒冷暴露的反應。此外,這些寒冷誘導的血漿信號脂類變化與運動後受試者棕色脂肪組織的變化也沒有相關性。這也意味著,棕色脂肪組織可能沒有參與調節這些脂質對寒冷暴露的反應

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研究示意圖

總的來說,Martinez-Tellez和Ruiz領銜的這項研究表明,兩小時的寒冷暴露可增加年輕人血漿中ω-6和ω-3及其氧化脂質的水平,這可能會進一步改善他們的心臟代謝狀況。與傳統認知不一致的是,棕色脂肪組織在這一過程中發揮的作用可能不大。因此,寒冷有益心臟代謝健康的機制,還需要進一步研究。

需要指出的是,這個研究主要在18-25歲的健康年輕人身上開展的,對於中老年人、未成年人和代謝異常的人而言,寒冷暴露是否有同樣的益處,還需要進一步探索。

最後,需要提醒大家的是,新一輪寒潮來了,很多南方城市都下起了雪,大家在玩兒雪的時候一定要注意保暖。尤其是對於中老年人而言,長時間暴露於低溫條件下,有可能會增加死亡風險。這一點,我國疾病預防控制中心在2018年發表的一項研究就強調過了[4],感興趣的朋友也可以去讀一讀。

參考文獻:

[1].Jurado-Fasoli L, Sanchez-Delgado G, Di X, et al. Cold-induced changes in plasma signaling lipids are associated with a healthier cardiometabolic profile independently of brown adipose tissue. Cell Rep Med. 2024. doi:10.1016/j.xcrm.2023.101387

[2].Hanssen MJ, Hoeks J, Brans B, et al. Short-term cold acclimation improves insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus. Nat Med. 2015;21(8):863-865. doi:10.1038/nm.3891

[3].Seki T, Yang Y, Sun X, et al. Brown-fat-mediated tumour suppression by cold-altered global metabolism. Nature. 2022;608(7922):421-428. doi:10.1038/s41586-022-05030-3

[4].Chen R, Yin P, Wang L, et al. Association between ambient temperature and mortality risk and burden: time series study in 272 main Chinese cities. BMJ. 2018;363:k4306. doi:10.1136/bmj.k4306

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本文作者丨BioTalker

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