安吉丽娜·朱莉、金钟国、C罗、莱斯特城前锋瓦尔迪……
如果说他们有什么一起之处，那便是——都在至少零下120度的冷冻仓里呆过。
名人常以乐意测验极点的美容美体手法而出名。
一种起源于古希腊的冷冻法，让他们信任，在零下百十来度的罐子里呆上几分钟，能够缓解运动酸痛，协助脱节失眠，或是保持夸姣身段。
这是一种近年来流行于运动选手、保健员中的理疗办法。并非说笑，它有自己的专业名词：超低温冷疗（cryotherapy）。
韩国文娱明星金钟国在ins上记载低温冷疗体会
它以液氮作为冷冻剂，经过枯燥凉风将温度降至零下120℃-180℃。受试者在短时刻（2-3分钟）内露出其间，以期到达“缓解疲惫、瘦身、促进康复”的效果。
运用低温影响塑形和医治伤病的办法并不新鲜。
2016年，经过部分冷却削减脂肪层厚度的“冷冻溶脂”法（CoolSculpting），简直占有美国塑形医治总商场的一半[9]；冰敷可下降安排温度和神经传导速度、缩短血管，是常见急性扭伤的首要应对办法；医师也会运用部分冷疗，抵挡疣或癌症——不过，这明显与上面的冷冻仓是两回事。
可是，抛开各类冷疗手法，温度骤降自身就与减重存在必定联络。一直以来，科学家们就发现，短期的冷露出会导致能量摄入相关的耗费添加，并按捺体重和白色脂肪量。
直到最近几十年，人们才知道这不只仅是能量缺少环境下，机体产热的添加导致。冷露出不只改动了肠道中细菌的组成，还能激活协助人类瘦身的“棕色脂肪“[1]。
在肥壮系列第三篇中，咱们要点重视：在微生物层面，肠道菌群是怎么参加这一切的。
在人体中，70%的静息体温是肠道细菌代谢的效果
不管是动物仍是植物，都具有与生计至关重要的多种微生物群落。这些微生物群是如此与宿主严密地联络在一起，以至于咱们现在将其称为“一起进化的盟友”。过往的一些研讨标明，当宿主习惯应激条件时，肠道菌群也会跟着改动。
早在20世纪90年代，密歇根大学医学院的科学家们就调查到，温度对哺乳动物的肠道菌群存在明显影响——运用抗生素消除肠道细菌的兔子和小鼠，都呈现了体温下降的现象[2]。
在变温动物中——比方热带蓝罗非鱼，即便生活在同一个鱼缸里，那些耐寒物种的肠道菌群，也和温度不灵敏的物种十分不同。以色列内盖夫本古里安大学的研讨人员认为，是宿主遗传挑选的耐热性，决议了微生物组分及其对冰冷的反响[3]。
事实上，微生物和一切细胞相同，作为底物酶分解代谢和细胞资料组成的副产品，发作热量。
根据在动物试验中的风趣调查，2016年，特拉维夫大学的研讨人员运用微量量热仪测定进行体外试验，并斗胆预估：
人体肠道中的微生物代谢发作的热量为61 kcal/h，适当于一般人在静息状况下总热量的70%左右。假定热量分散到70kg的人身上，且没有热量丢失，肠道细菌可使体温升高约1.0°C/h[4]。
急性冷露出改动了细菌组成，调理肠菌可完成减重
温度对肠道菌群的影响，一度是少人问津的范畴。可是，当相关研讨的触角深化代谢、脂肪、激素反响，肠道菌群的效果则在二十年间，逐步成为一种无法忽视的存在。
在2015年发表于尖端医学期刊《Cell》的一项小鼠研讨中，日内瓦大学的资深研讨者Mirko Trajkovski和搭档们发现：冷露出对健康的有利影响，部分是由肠道微生物介导的。冷露出不只明显改动了小鼠肠道细菌组成——而且，调理小鼠的肠道微生物，足以到达焚烧脂肪，改进葡萄糖代谢，减轻体重的效果[5]。
1.
冷露出后，小鼠粪便和盲肠中的疣状菌门Verrucomicrobia简直彻底消失
为了研讨急性/长时刻冷露出是否会引起肠道微生物群的改动，研讨人员收集了小鼠在冷露出（6°C，40%的湿度操控）后，0、11和31天的粪便和身后盲肠以及室温（RT）对照，剖析了冷露出动物盲肠和粪便中的微生物群含量。
正如Trajkovski等人所意料的，Firmicutes是一切样本中最丰厚的菌门， Bacteroidetes是最丰厚的菌属（除了冰冷露出的第31天样本）。
研讨人员调查到了这些菌属在OTUs上的差异：Bacteroidetes, Firmicutes, Verrucomicrobia, Deferribacteres, Cyanobacteria, Actinobacteria
从室温进入冷露出后，小鼠粪便中的门级份额丰度比较显现份额发作改动，尤其是在Firmicutes/Bacteroidetes菌份额中，Firmicutes丰度（从18.6%增至60.5%）高于Bacteroidetes菌（从72.6%增至35.2%）。在冷露出后，粪便和盲肠中的疣状菌门Verrucomicrobia简直消失（从12.5%降至0.003%）：
研讨人员剖析OTU改动最明显的细菌时发现，Akkermansia muciniphila和S24-7科，归于改动最大TOP9细菌成员。
疣状菌门Verrucomicrobia中，有八个不同的OTUs代表，它们都是同一物种的一部分：Akkermansia mucinifila——也便是说，进入冷露出后，小鼠的Akkermansia mucinifila菌高度削减。
这些效果标明，在冰冷环境中，肠道基层的微生物群发作了严重改动
2.
冷露出导致小鼠体重减轻，胰岛素灵敏性添加，白色脂肪褐变
为了研讨冷露出期间微生物群改动的重要性，研讨人员别离运用两组小鼠的肠菌对无菌小鼠进行了FMT（粪菌移植）试验。
不出意外的，Trajkovski等人发现，与常温对照组比较，接受了冷露出菌群的小鼠，总脂肪削减，脂肪密度添加，白色脂肪呈现了“褐变”。一起，胰岛素灵敏性也添加了。
小鼠的棕色脂肪安排
Trajkovski等人证明，仅冷露出菌群的搬运，就足以诱导受体对冰冷的耐受性、能量耗费的添加、脂肪含量下降，而这种效果，部分是由白色脂肪的褐变介导的。
3.
可是，在长时刻的冰冷中，小鼠的体重逐步安稳，这源于进化习惯机制
在进化进程中，哺乳动物会对能量缺少的环境发作许多习惯性反响。比方，长时刻露出于冰冷后，咱们在小鼠中调查到开始的减重效应会削弱——即便耗费在添加，也并没有多吃。
这源于进化中的习惯机制，天然地让宿主在“高需环境”中最大极限地吸收热量，添加肠道、绒毛和微绒毛的长度，一起添加肠道转运时刻。也便是说：扩展了肠内的养分吸收面。
因为无菌小鼠中也存在这种扩展吸收面的调查，科学家们猜想，导致这一现象的原因是缺少某些细菌菌株（而非添加细菌丰度）。
咱们在上文中现已说到，冷露出影响最大的菌是A. muciniphila（简直彻底消失），所以Trajkovski等人决议测验在FMT时联合移植A. muciniphila，看看会发作什么。
试验效果适当惊人：
A. muciniphila的联合移植，彻底阻挠了随冷露出菌群搬运的肠道葡萄糖吸收添加，并削减了肠道转运时刻。此外，冷露出菌群+ A. muciniphila菌的联合移植，还反转了肠长度的添加。
别的，在对胰岛素和冰冷的耐受性以及米色脂肪符号物的表达方面均未调查到差异，这标明：A. muciniphila菌不会对褐变或对胰岛素灵敏性发作负面影响。
这项研讨证明，在“能量需求添加”的环境中，微生物群是和谐全体能量平衡的要害因素。而且，A. muciniphila菌与冷露出菌群的“一起搬运”（或在冷露出期间搬运），足以防止肠吸收功用的习惯性添加，然后防止在冷露出中最大极限地吸收热量。
Trajkovski对这项研讨的医治潜力十分振奋，他们下一步计划“测验其间一些微生物是否有或许成为防备肥壮和相关代谢状况的一种有期望的办法。”
冷影响可激活棕色脂肪，这是一种瘦人多胖人少的“好脂肪”
在冰冷环境中，人类往往经过哆嗦来产热取暖。但小婴儿刚出生时，即便露出在冰冷中也并不颤栗——专家学者们俗称其“自带干粮”，而所谓的干粮，便是“棕色脂肪”。
人类的脂肪安排有三种不同的类型：棕色、白色和米色脂肪，它们随发育阶段、品种和解剖方位的差异而不同。
其间，棕色脂肪的含量最少，但对能量平衡的潜在影响最大。多年来，科学家们现已认可，棕色脂肪是一种焚烧能量的动力库，它能够经过激活坐落线粒体内膜内的独特解偶联蛋白1（UCP1）快速、很多产热，协助动物和婴儿保暖。
而米色脂肪安排首要是白色的，但含有一些具有UCP1的细胞；咱们最了解的白色脂肪，是一种内分泌器官和脂质贮存场所，肥壮的一个特征便是白色脂肪安排不受操控的扩张。
棕色脂肪是近年来肥壮研讨中的“超级明星”。很多研讨证明，和瘦人、健康人比较，肥壮和糖尿病人群身上更难发现棕色脂肪。
作为一种具有氧化葡萄糖和脂质才能的高代谢性安排，人们已将注意力转向其参加肥壮和代谢综合征的发病机制。
新的依据标明，非哆嗦性的生热能够重建能量平衡，然后抵消能量摄入添加的影响。而这一进程首要发作在棕色和米色脂肪细胞中，由UCP1的产热活性介导。在这种状况下，激活棕色脂肪，或让白色脂肪褐变，已被认为是医治肥壮及相关代谢疾病的一种有出路的办法。
好久之前，科学家们就发现，在婴儿的肩胛骨处，有很大一块棕色脂肪安排。它的作业是吸收养分物焚烧能量，产热以调理体温。跟着婴儿逐步长大，棕色脂肪则逐渐变小。2009年，《新英格兰医学杂志》上的3个独立研讨标明，成人也具有少部分的棕色脂肪，尤其在颈部、锁骨、肾脏和脊髓等部位，都有几克这种物质，尽管作业状况不是很活泼。
人们有几克棕色脂肪，当身体变冷时就会被激活。棕色脂肪运用血液中的糖、脂肪和氨基酸来发作热量。左：棕色脂肪没有被激活。右：冰冷的气候会激活棕色脂肪，如膀子和脖子上的橙色部位所示。图源：Labros Sidossis/Rutgers University
过往的一些结论认为，棕色脂肪会在冰冷的时分被激活。
2012年的《临床研讨杂志》陈述，加拿大布鲁克大学的Andre Carpentier和搭档们让6名健康男性穿上了泵入冷水的连体服——运用能刚好激活棕色脂肪，却没有低到让肌肉战栗取暖的温度。这样就能够保证能量耗费来自于脂肪。
经过全身PET扫描，研讨人员发现，一切穿了连体服的人都比在室温下耗费了更多能量（均匀每三个小时多耗费250卡），尽管棕色脂肪被激活的程度纷歧[6]。
图源：A. Carpentier, F. Haman, E.E. Turcotte
他们调查到，棕色脂肪以葡萄糖办法耗费的能量总量有明显添加，且棕色脂肪的体积缩小——Carpentier认为，该研讨初次标明晰棕色脂肪有利于进步成年人的推陈出新。
“棕色脂肪被激活的时分，人的推陈出新率是静息状况下的1.8倍”，Carpentier说，但你得知道，走路进步的代谢率是静息状况下的2-3倍，跑步能到达10倍。“我认为，只是经过激活棕色脂肪，是解决不了肥壮和糖尿病问题的”。可是，影响棕色脂肪，可作为抗击肥壮的弥补办法。
1.
冷露出可激活棕色脂肪，促进全身BCAA铲除
在一则最近发表于《nature》的陈述中，Rutgers大学的科学家们发现，棕色脂肪也能够协助身体过滤和铲除血液中的支链氨基酸（BCAAs），防备肥壮和糖尿病[7]。
他们对33名健康男性的血清进行了无偏代谢物剖析。以standardized uptake value(SUV)为衡量标准，在低温（19 °C）中露出2小时后，测验棕色脂肪的活泼度。挑选19 °C的冷影响是因为，这个温度能够在不触发骨骼肌哆嗦的前提下影响棕色脂肪安排。
研讨发现，在冷露出下，棕色脂肪活跃运用线粒体中的BCAA进行热生成，并促进小鼠和人类的体系BCAA铲除。
BCAAs（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）存在于鸡蛋、肉、鱼、鸡肉、牛奶等食物中，它也存在于一些运动员或增肌者运用的补剂傍边。
在血液中，正常浓度的氨基酸有利健康，但过量会导致糖尿病和肥壮。研讨人员发现，很少或没有棕色脂肪的人，从血液中铲除BCAAs的才能下降，这或许导致肥壮和糖尿病的开展。
这项研讨还解开了一个20多年来有关棕色脂肪的疑团：BCAAs怎么进入线粒体，并在细胞中发作能量和热量——科学家们发现了一种新蛋白质（称为SLC25A44），它操控着棕色脂肪铲除血液中氨基酸的速率。
小鼠在30°C或15°C冷影响下驯化两周的CT图，箭头指示的当地便是肩胛部位的棕色脂肪
2.
微生物缺失危害了棕色脂肪的功用
本年3月，中科院遗传与发育生物学研讨所的科学家们于《Cell report》发文，探求了肠道菌群在激活棕色脂肪中的效果。
当他们给小鼠服用抗生素“除去肠菌”后，发现这将危害小鼠棕色脂肪安排的产热才能——没有了肠菌的小鼠，UCP1的表达添加被按捺，白色脂肪褐变的水平也下降了[8]。
2018年Li等人的研讨现已标明，一种常见细菌代谢物：丁酸盐可经过肠-脑神经回路，激活棕色脂肪安排。
与此相一致的，当研讨人员给小鼠口服灌胃丁酸盐后，这种危害得到了部分反转：丁酸盐明显增强了抗生素处理小鼠的棕色脂肪水平，添加了能量耗费，并部分反转了因为微生物群耗尽而引起的产热受损。
这说明，肠道菌群在冷影响诱导的产热进程中扮演着要害的信号人物，UCP1的表达和全身能量耗费跟着肠道菌群的削减而削弱。经抗生素耗尽微生物群，可经过肩胛间棕色脂肪介导的习惯性生热和白色脂肪褐变发作负面影响。这些效果在无菌小鼠中也得到了证明。
因而，完好的肠道菌群或许是热调理反响的重要组成部分，而微生物代谢物丁酸盐或许是这一效果的中介因子。
3.
间歇性禁食经过肠道微生物群促进白色脂肪米色化，削瘦身胖
除了棕色脂肪之外，激活米色脂肪产热，也是医治肥壮相关疾病的一个有期望的办法，但现在还没有已知的药理学办法能够诱导它的褐变。
2017年，美国国家癌症研讨所团队在《Cell metabolism》发文称，他们发现，隔日禁食法（EODF）可挑选性影响白色脂肪安排内的米色脂肪发育，并明显改进肥壮、胰岛素反抗和肝脂肪变性[1]。
这种挑选性的影响效果，相同离不开肠道菌群——EODF可导致肠道微生物群成分的改动：细菌代谢产品乙酸和乳酸升高，并挑选性上调米色细胞中单羧酸转运蛋白1的表达。
在这项试验中，科学家们发现，与那些无限制喂食的对照组比较，每隔一天禁食一次（EODF）的小鼠的代谢功率下降，能量耗费添加。重要的是，从它们的直肠所测得的昼夜中心体温也比对照组高得多，而脂质是它们首要的能量燃料。
研讨人员进一步发现，EODF医治所添加的脂肪焚烧，是经过挑选性诱导了腹部白色脂肪的米色化完成的，而肠道菌群协同参加了这一进程：EODF添加了小肠的长度（下图A），并引起微生物群含量的明显改动。
在健康小鼠中，最丰厚的菌门是Firmicutes和 Bacteroidetes菌；它们在EODF和对照组中都存在。可是，EODF明显改动了它们的相对丰度（下图D）。值得注意的是Firmicutes/Bacteroidetes比值，从对照组的3.4，添加到EODF组的8.9。
此外，在Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria 和 Tenericutes菌门的OTU丰度上调查到明显差异。EODF计划添加了Firmicutes的OTU丰度，一起削减了大多数其它品种（下图E）。
肠道菌群介导了EODF诱导的白色脂肪米色化
代谢组学剖析还标明，不管是长时刻仍是短期EODF都上调了乙酸和乳酸水平。风趣的是，最近的研讨标明，这两种细菌代谢物都是脂肪米色化的诱因。
这项研讨的一个重要效果是发现了EODF可挑选性地激活米色脂肪细胞。了解EODF进程中白色脂肪挑选性米色化的内涵机制，可认为代谢性疾病的防治供给新的医治靶点。比方，为那些不能长时刻坚持断食计划的人，供给代替药物挑选。
结语
肥壮具有宽广而杂乱的生物学根底，而并非只是是一种简略的意志力问题。
在肥壮系列第三篇中，咱们总结了急性冷影响诱导减重的机制，以及它对棕色脂肪的激活效果。如你所读到的，肠道菌群及其代谢物在其间扮演了适当重要的人物。
可是，执迷于测验各种冷影响来瘦身的行为是不恰当的。遑论相关研讨依然处于前期阶段，事实上，自1984年Young等人开始发现冷影响可添加棕色脂肪数量后，关于棕色脂肪的研讨呈水涨船高之势，现在已有至少100种代替疗法被证明能激活棕色和米色脂肪，比方，黄连素、咖啡因、鸢尾素等等，但详细办法、剂量、效果机制都未彻底清晰。
运用冷露出或β-AR激动剂激活棕色脂肪细胞在临床上也有严厉习惯症，对心血管体系的不良影响，阻止了这些激动剂的广泛临床使用。即便是咱们在文章最初说到的cryotherapy，也应严厉扫除心血管疾病人群。
另一方面，在冷影响之外，以肠道菌群为靶点的办法或许能成为下一个最佳挑选。
中科院动物研讨所的王德华研讨员曾对《我国科学报》标明，“从人类的视点讲，没有必要为了瘦身而成心去接受冰冷。但这些研讨提示咱们，或许能够模仿冰冷环境下肠道微生物的改动状况，经过植入某些特异的菌种来改进肠道菌群的功用，然后到达瘦身的效果”[10]。
编者注：
Cryotherapy并非一种医疗手法，背面多为商业公司推进。一些文献估测它所遵从的热力学原理是：热量遵从由高到低的单向传递，安排可经过外部冷却丢失热量[11]。
关于cryotherapy的效果研讨，大多在运动医学范畴打开。
的确存在一些陈述称，进行cryotherapy后，志愿者体内白细胞介素10（IL-10）上升，白细胞介素2（IL-2）、白细胞介素8（IL-8）下降，机体加快出产肌酸激酶和乳酸脱氢酶——这类改动将有用铲除炎症、协助肌肉康复[11]。
别的还有一些陈述标明，cryotherapy可让运动后心脏水平的副交感神经再激活增强、垂体和血浆的β-内啡肽浓度添加，起到镇痛效果[12]。
在足球明星C罗的马德里豪宅中，就有一台这样的机器。据西班牙《世界报》，C罗为此花费了4.5万欧元[13]。
可是，现在它在运动医学中的依据比较初级，而且大多为小规模研讨，长时刻危险和好处都相对不清晰。比方温度终究下降到几度适宜，也不存在一致。
北京体育大学运动科学博士杨贤罡曾对《广州日报》标明，尽管低温冷疗的原理现在尚无结论，但中心都是经过对人体的深层次影响，然后激起身体各器官体系的功用代偿，归于一种应激效应[14]。
本文仅讨论在冷影响中肠道菌群的参加人物，不构成任何医疗主张，也并不针对cryotherapy办法。咱们暂未检索到任何与cryotherapy直接相关微生物群改动的研讨。
