「脂肪」 という言葉を聞いて何を連想するでしょうか。たとえば、Googleで、「脂肪」 という言葉をキーワードで画像検索をかけると、「体脂肪」 や 「肥満」 を連想させる画像が上位に出てきます。
このように多くの人々にとって、「脂肪」 は悪者として捉えられていることが多いです。確かに、脂肪は過剰に体内に蓄積すれば、肥満症となり健康を害します。しかし、脂肪は元来、生体にとって重要な組織です。脂肪の新しい役割も先端科学で次々と明らかにされています。
・エネルギーを熱に変換する脂肪
内臓脂肪や皮下脂肪は、外見から 「白色脂肪」 と呼ばれます。白色脂肪の主たる役割は、エネルギーの貯蔵です。一方で、エネルギー源を熱に変化することで、エネルギーを積極的に消費する性格をもつ 「褐色脂肪」 と呼ばれる新しいタイプの脂肪が見つかっています。
白色脂肪細胞は、単房性の脂肪滴をもち、褐色脂肪細胞は、多房性の脂肪滴をもちます。また、白色脂肪は、脂肪の前駆細胞から分化しますが、褐色細胞は、骨格筋の前駆細胞から分化します。褐色脂肪は脂肪ではありますが、発生起源からみれば、骨格筋に近いということになります。
また、褐色脂肪は、白色脂肪と比較して細胞内のミトコンドリアの含有量がおおいことも特徴です。ミトコンドリアはヘムタンパク質を多く含むことから、赤褐色を呈します。褐色脂肪の外観は、ミトコンドリアが多いことを反映しているのです。
褐色脂肪は、肩甲骨や首の周囲にあります。褐色脂肪は、乳幼児に多く、成長に伴って量が低下していきます。成人であれば、寒冷環境においても骨格筋の運動（ふるえを含む）を行なうことで、体温を維持するための熱を産生することができます。乳幼児は、成人と比較すると骨格筋量が少ないがために、体温維持のために褐色脂肪を多く有しているということが言えます。
・褐色脂肪細胞が熱産生を行なう仕組み
糖や脂肪といったエネルギー源は、アセチルCoAに分解され、各細胞のミトコンドリアのTCA回路に入ります。TCAサイクルでは、ミトコンドリアのマトリックス（内膜に囲まれた内部）で糖や脂肪酸由来のアセチルCoAからプロトンを捕捉されます。補足したプロトンをミトコンドリアの膜間腔（内膜と外膜の間の空間）に電子伝達系によって汲み上げられます。
汲み上げられたプロトンは、ATP存在下では、ATP合成酵素を介して再びミトコンドリアのマトリックスに戻ります。その際にATPが合成されます。
ミトコンドリアには、膜間腔に汲み出されたプロトンの蓄積をATP合成酵素を介さないで解消する機構があります。それを担うタンパク質は、「脱共役タンパク質（UCP）」 です。UCPは、膜間腔に蓄えられたプロトンを熱として発散する役割を持ちます。水力発電に例えると、ダムにに穴が空いて、水（水素イオン）が漏れ出している様子を指します。
UCPは様々なアイソフォームが同定されており、褐色脂肪には、UCP1が大量に発現しています。褐色脂肪のミトコンドリアは、ATP合成酵素を構成するタンパク質群の発現量が低いことも知られています。「UCP1が豊富で、ATP産生機能が低いミトコンドリアを大量に含んでいること」が、褐色脂肪細胞分子の特徴と言えます。つまり、褐色脂肪のミトコンドリアは、エネルギー源をATPへの変換に用いるのではなく、熱に変換することに特化した性質を持っていると言えます。
褐色脂肪のUCP1は、ノルアドレナリンの刺激によって活性化し、熱産生が亢進します。例えば、寒冷環境下では、副腎髄質や交感神経末端からノルアドレナリンの分泌が高まります。ノルアドレナリンの分泌は、中性脂肪の分解を促進し、遊離脂肪酸が得られます。これらの遊離脂肪酸は熱産生のためのエネルギー源となるほか、UCP1を活性化させるための因子ともなります。
褐色脂肪のUCP1を活性化させることができれば、エネルギー源が熱として放散されます。つまり、褐色脂肪のUCP1の活性化は、エネルギー消費量が増大することを意味しています。これは、褐色脂肪のUPI1を活性化させることは、肥満予防や治療に役立つ可能性があることを意味しており、注目されています。
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