导语：面对寒冷，我们的身体并不总是以相同的方式应对：有的人迅速开始寒战，有的人则依赖深层组织的代谢产热。是什么决定了这种差异?冷暴露强度、性别、生理机制之间存在怎样的精细分工?一项创新研究通过精准控制皮肤温度，揭开了人体产热机制的动态分布图，刷新了我们对寒冷适应方式的认知。
寒战与脂肪燃烧：冷暴露下人体热量来源的真相，性别差异如何影响热调节?
在寒冷环境中，人体的热调节机制一直是内分泌学和生理学领域的研究热点。传统的热调节理论主要关注棕色脂肪组织(BAT)的非寒战性产热(NST)和骨骼肌的寒战性产热，但这些研究大多基于单一冷刺激强度，忽略了冷暴露强度的细微差异对热调节机制的影响。近年来，随着对冷暴露下人体代谢反应的深入研究，越来越多的证据表明，寒战和非寒战性产热之间的关系远比想象中复杂。然而，目前的研究仍存在诸多空白，尤其是在不同冷暴露强度下，寒战和脂肪组织产热的具体贡献及其相互作用尚未完全明确。
2025年7月，Cell Metabolism发表了一篇题为“Shivering, but not adipose tissue thermogenesis, increases as a function of mean skin temperature in cold-exposed men and women”的文章，该研究通过创新的皮肤温度钳制技术，首次系统地比较了不同冷暴露强度下寒战和脂肪组织产热的贡献，并探讨了性别差异对热调节的影响。这一研究不仅填补了当前领域的空白，还为开发基于冷暴露的个性化治疗方案提供了重要的理论依据。通过精准控制皮肤温度，研究者能够更准确地评估寒战和脂肪组织产热在不同冷暴露强度下的具体贡献，从而为肥胖和代谢性疾病患者提供更有效的体温调节策略。
闭环皮肤温度钳制技术：精准控制冷暴露强度，同步量化寒战与脂肪组织产热
本研究是一项随机交叉试验，旨在通过精准控制皮肤温度，量化寒战和脂肪组织产热在不同冷暴露强度下的贡献，并探讨性别差异对热调节的影响。研究纳入了14名健康成年人(8名男性和6名女性)，排除了吸烟、代谢性疾病、药物干扰及肥胖等因素。受试者在7–14天的洗脱期后，分别接受室温(约22°C)、30°C皮肤温度和26°C皮肤温度三种冷暴露条件，每种条件持续180分钟。研究采用液体循环服和PID算法控制皮肤温度，确保平均皮肤温度波动小于0.2°C。核心温度通过无线胶囊持续监测。主要终点包括能量消耗(EE)、寒战强度(%MVC)、爆发频率、BAT和心肌氧化代谢(K1、k2、k3)、葡萄糖摄取(FDG PET)、全身脂解与脂肪酸再酯化(稳定同位素示踪)。次要终点包括心率、血压、主观冷感及激素谱。
寒战强度与能量消耗随皮肤温度线性增加，脂肪组织产热呈阈值反应
研究结果显示，寒战强度和能量消耗随皮肤温度的降低而显著增加。具体而言，与室温相比，当皮肤温度被钳制在30°C时，受试者的能量消耗增加了31 kcal/h(95%CI：13–49)，而在26°C时，能量消耗进一步增加至107 kcal/h(89–126)，P<0.0001。这表明寒战强度与皮肤温度呈负相关，即皮肤温度越低，寒战强度越高。寒战强度在26°C时显著高于30°C，且女性的寒战强度显著高于男性，尤其是在下肢肌群。这一结果表明，寒战是冷暴露下人体产热的主要机制之一，且女性在更冷的环境中通过更强烈的寒战来维持体温。
脂肪组织产热在冷暴露下增加，但呈阈值反应
棕色脂肪组织(BAT)的氧化代谢在冷暴露下显著增加，但在30°C和26°C之间无显著差异。具体而言，BAT的[11C]-acetate摄取率在30°C时为0.121 mL·g-1·min-1(P=0.0010)，在26°C时为0.182 mL·g-1·min-1(P=0.0005)，而两者之间的差异不显著(P=0.8579)。这表明BAT氧化代谢在达到一定阈值后不再随皮肤温度的进一步降低而增加。此外，白色脂肪组织(WAT)的脂解和甘油-脂肪酸循环在冷暴露下也显著增加，但同样呈阈值反应，即在30°C和26°C之间无显著差异。
心肌代谢随皮肤温度降低而增加，与寒战强度相关
心肌代谢随皮肤温度的降低而显著增加。具体而言，心肌灌注(F)在26°C时显著高于室温和30°C(P=0.0407和P=0.0424)，心肌氧化代谢(k2)在26°C时也显著高于室温和30°C(P=0.0002和P=0.0244)。此外，心肌代谢与寒战强度呈中度相关(r=0.45，P=0.02)，表明心肌代谢在冷暴露下增加的部分原因可能是为了支持寒战所需的能量。这一结果强调了心肌代谢在冷暴露下产热中的重要性，并提示心肌代谢与寒战之间存在协同作用。
性别差异在寒战和心肌代谢中显著，但对脂肪组织产热无影响
性别差异在寒战和心肌代谢中显著，但在脂肪组织产热中未观察到显著差异。具体而言，女性在26°C时的寒战强度显著高于男性(14.4%MVC vs 8.7%MVC，P=0.023)，且女性的心肌代谢在所有温度点均高于男性(P≤0.003)。然而，在BAT氧化代谢和WAT脂解方面，未观察到性别差异。这一结果表明，性别差异主要影响寒战和心肌代谢，而对脂肪组织产热的影响较小。
全身代谢反应与冷暴露强度相关
全身代谢反应随冷暴露强度的增加而显著变化。具体而言，全身脂解和脂肪酸氧化在冷暴露下显著增加，但在30°C和26°C之间无显著差异(。此外，全身代谢反应与寒战强度和心肌代谢的变化一致，表明寒战和心肌代谢是冷暴露下全身代谢反应的主要驱动力。这一结果进一步强调了寒战和心肌代谢在冷暴露下产热中的核心作用。
总结
本文采用闭环皮肤温度钳制技术，首次系统比较了不同冷暴露强度下寒战、脂肪组织产热(尤其是棕色脂肪组织，BAT)以及心肌代谢的相对贡献，并深入探讨了性别在热调节过程中的差异。研究显示，随着皮肤温度下降，寒战和心肌代谢呈线性增加，是轻度冷暴露中主要的产热机制;而BAT产热在达到个体特定的激活阈值后趋于稳定，不再继续增加。这一发现提示，基于BAT的代谢干预策略应重点关注个体可招募的BAT容量，而非单纯加大冷暴露强度。进一步分析表明，女性尽管总体产热量略低于男性，但通过更剧烈的寒战反应和更高的心肌代谢实现补偿，展现出性别特异的调节机制。此外，研究还揭示了身体各组织对冷暴露响应的动力学特点，强调寒战作为急性产热机制在能量代谢中的关键作用。整体而言，本研究不仅澄清了冷暴露条件下各产热机制的动态贡献，也为针对性别差异和BAT招募能力的个体化冷暴露治疗策略提供了理论依据，为理解人体热调节过程提供了生理学基础，有助于未来设计更精准的温控干预策略。
参考文献
DUMONT L, RICHARD G, ESPAGNET R, FRISCH F, FORTIN Met al.Shivering, but not adipose tissue thermogenesis, increases as a function of mean skin temperature in cold-exposed men and women. Cell Metab. 2025 Jul 10:S1550-4131(25)00305-5. doi:10.1016/j.cmet.2025.06.010. Epub ahead of print. PMID: 40675156.
导语：面对寒冷，我们的身体并不总是以相同的方式应对：有的人迅速开始寒战，有的人则依赖深层组织的代谢产热。是什么决定了这种差异?冷暴露强度、性别、生理机制之间存在怎样的精细分工?一项创新研究通过精准控制皮肤温度，揭开了人体产热机制的动态分布图，刷新了我们对寒冷适应方式的认知。
寒战与脂肪燃烧：冷暴露下人体热量来源的真相，性别差异如何影响热调节?
在寒冷环境中，人体的热调节机制一直是内分泌学和生理学领域的研究热点。传统的热调节理论主要关注棕色脂肪组织(BAT)的非寒战性产热(NST)和骨骼肌的寒战性产热，但这些研究大多基于单一冷刺激强度，忽略了冷暴露强度的细微差异对热调节机制的影响。近年来，随着对冷暴露下人体代谢反应的深入研究，越来越多的证据表明，寒战和非寒战性产热之间的关系远比想象中复杂。然而，目前的研究仍存在诸多空白，尤其是在不同冷暴露强度下，寒战和脂肪组织产热的具体贡献及其相互作用尚未完全明确。
2025年7月，Cell Metabolism发表了一篇题为“Shivering, but not adipose tissue thermogenesis, increases as a function of mean skin temperature in cold-exposed men and women”的文章，该研究通过创新的皮肤温度钳制技术，首次系统地比较了不同冷暴露强度下寒战和脂肪组织产热的贡献，并探讨了性别差异对热调节的影响。这一研究不仅填补了当前领域的空白，还为开发基于冷暴露的个性化治疗方案提供了重要的理论依据。通过精准控制皮肤温度，研究者能够更准确地评估寒战和脂肪组织产热在不同冷暴露强度下的具体贡献，从而为肥胖和代谢性疾病患者提供更有效的体温调节策略。
闭环皮肤温度钳制技术：精准控制冷暴露强度，同步量化寒战与脂肪组织产热
本研究是一项随机交叉试验，旨在通过精准控制皮肤温度，量化寒战和脂肪组织产热在不同冷暴露强度下的贡献，并探讨性别差异对热调节的影响。研究纳入了14名健康成年人(8名男性和6名女性)，排除了吸烟、代谢性疾病、药物干扰及肥胖等因素。受试者在7–14天的洗脱期后，分别接受室温(约22°C)、30°C皮肤温度和26°C皮肤温度三种冷暴露条件，每种条件持续180分钟。研究采用液体循环服和PID算法控制皮肤温度，确保平均皮肤温度波动小于0.2°C。核心温度通过无线胶囊持续监测。主要终点包括能量消耗(EE)、寒战强度(%MVC)、爆发频率、BAT和心肌氧化代谢(K1、k2、k3)、葡萄糖摄取(FDG PET)、全身脂解与脂肪酸再酯化(稳定同位素示踪)。次要终点包括心率、血压、主观冷感及激素谱。
寒战强度与能量消耗随皮肤温度线性增加，脂肪组织产热呈阈值反应
研究结果显示，寒战强度和能量消耗随皮肤温度的降低而显著增加。具体而言，与室温相比，当皮肤温度被钳制在30°C时，受试者的能量消耗增加了31 kcal/h(95%CI：13–49)，而在26°C时，能量消耗进一步增加至107 kcal/h(89–126)，P<0.0001。这表明寒战强度与皮肤温度呈负相关，即皮肤温度越低，寒战强度越高。寒战强度在26°C时显著高于30°C，且女性的寒战强度显著高于男性，尤其是在下肢肌群。这一结果表明，寒战是冷暴露下人体产热的主要机制之一，且女性在更冷的环境中通过更强烈的寒战来维持体温。
脂肪组织产热在冷暴露下增加，但呈阈值反应
棕色脂肪组织(BAT)的氧化代谢在冷暴露下显著增加，但在30°C和26°C之间无显著差异。具体而言，BAT的[11C]-acetate摄取率在30°C时为0.121 mL·g-1·min-1(P=0.0010)，在26°C时为0.182 mL·g-1·min-1(P=0.0005)，而两者之间的差异不显著(P=0.8579)。这表明BAT氧化代谢在达到一定阈值后不再随皮肤温度的进一步降低而增加。此外，白色脂肪组织(WAT)的脂解和甘油-脂肪酸循环在冷暴露下也显著增加，但同样呈阈值反应，即在30°C和26°C之间无显著差异。
心肌代谢随皮肤温度降低而增加，与寒战强度相关
心肌代谢随皮肤温度的降低而显著增加。具体而言，心肌灌注(F)在26°C时显著高于室温和30°C(P=0.0407和P=0.0424)，心肌氧化代谢(k2)在26°C时也显著高于室温和30°C(P=0.0002和P=0.0244)。此外，心肌代谢与寒战强度呈中度相关(r=0.45，P=0.02)，表明心肌代谢在冷暴露下增加的部分原因可能是为了支持寒战所需的能量。这一结果强调了心肌代谢在冷暴露下产热中的重要性，并提示心肌代谢与寒战之间存在协同作用。
性别差异在寒战和心肌代谢中显著，但对脂肪组织产热无影响
性别差异在寒战和心肌代谢中显著，但在脂肪组织产热中未观察到显著差异。具体而言，女性在26°C时的寒战强度显著高于男性(14.4%MVC vs 8.7%MVC，P=0.023)，且女性的心肌代谢在所有温度点均高于男性(P≤0.003)。然而，在BAT氧化代谢和WAT脂解方面，未观察到性别差异。这一结果表明，性别差异主要影响寒战和心肌代谢，而对脂肪组织产热的影响较小。
全身代谢反应与冷暴露强度相关
全身代谢反应随冷暴露强度的增加而显著变化。具体而言，全身脂解和脂肪酸氧化在冷暴露下显著增加，但在30°C和26°C之间无显著差异(。此外，全身代谢反应与寒战强度和心肌代谢的变化一致，表明寒战和心肌代谢是冷暴露下全身代谢反应的主要驱动力。这一结果进一步强调了寒战和心肌代谢在冷暴露下产热中的核心作用。
总结
本文采用闭环皮肤温度钳制技术，首次系统比较了不同冷暴露强度下寒战、脂肪组织产热(尤其是棕色脂肪组织，BAT)以及心肌代谢的相对贡献，并深入探讨了性别在热调节过程中的差异。研究显示，随着皮肤温度下降，寒战和心肌代谢呈线性增加，是轻度冷暴露中主要的产热机制;而BAT产热在达到个体特定的激活阈值后趋于稳定，不再继续增加。这一发现提示，基于BAT的代谢干预策略应重点关注个体可招募的BAT容量，而非单纯加大冷暴露强度。进一步分析表明，女性尽管总体产热量略低于男性，但通过更剧烈的寒战反应和更高的心肌代谢实现补偿，展现出性别特异的调节机制。此外，研究还揭示了身体各组织对冷暴露响应的动力学特点，强调寒战作为急性产热机制在能量代谢中的关键作用。整体而言，本研究不仅澄清了冷暴露条件下各产热机制的动态贡献，也为针对性别差异和BAT招募能力的个体化冷暴露治疗策略提供了理论依据，为理解人体热调节过程提供了生理学基础，有助于未来设计更精准的温控干预策略。
参考文献
DUMONT L, RICHARD G, ESPAGNET R, FRISCH F, FORTIN Met al.Shivering, but not adipose tissue thermogenesis, increases as a function of mean skin temperature in cold-exposed men and women. Cell Metab. 2025 Jul 10:S1550-4131(25)00305-5. doi:10.1016/j.cmet.2025.06.010. Epub ahead of print. PMID: 40675156.
