Захист від ожиріння Бекон спаліть коричневим жиром
Жир - це не просто жир: в той час як один зберігає зайві калорії їжі в рулонах з беконом, інший має протилежний ефект - він спалює жир і при цьому виробляє тепло. Відмінності в обміні речовин також відображаються на зовнішньому вигляді. Високий вміст жиру надає енергозберігаючому типу тканини білий колір, а велика кількість клітинних електростанцій, мітохондрій, енергетично дефлагруючому типу коричневого відтінку.
Коричневий жир відіграє важливу роль на початку життя. Він служить нагрівальним елементом для новонароджених, оскільки м’язи маленьких дітей ще не здатні протистояти переохолодженню тремтінням. Як тільки вони набувають цю здатність, теплоутворююча тканина втрачає своє значення. Однак, на відміну від того, що припускали тривалий час, воно майже не загине. Швидше, у деяких дорослих навіть у дорослих все ще залишається значна кількість коричневого жиру.
Жир, який захищає від ожиріння
Нагрівальні прокладки, які особливо розташовані у верхній частині тіла, були виявлені випадково: наприклад, рентгенологи натрапили на томографічні сигнали в грудній клітці пацієнтів з пухлиною, що походять з метаболічно активної тканини. Те, що вони спочатку вважали виродженою тканиною, з часом виявилося коричневим жиром. Оскільки це порушило діагностику пухлини, пацієнтів згодом обстежували при теплій температурі навколишнього середовища. Потім руйнуючі сигнали зникли з екрану, розкриваючи їх особу.
Однак не всі люди однаково наділені коричневим жиром. Як було показано в ряді досліджень, у повнотілих людей зазвичай менше відкладень нагрівальних тканин, ніж у худорлявих. Жирові клітини, що містяться в них, адипоцити, також, очевидно, працюють з меншою швидкістю у людей із зайвою вагою. Ці та інші спостереження свідчать про те, що коричневий жир захищає від ожиріння і, якщо його спеціально стимулювати, він може протидіяти ожирінню. Чи справдиться ця надія коли-небудь, поки що невідомо. Тим не менше, пошук процесів, які потенційно можуть примножити клітини, що споживають калорії, і поліпшити їх ефективність, в даний час йде повним розмахом.
Регулюючий ген бекону
Нещодавно європейські, канадські та американські вчені, що працюють з Меліною Клауснітцер з Гарвардського університету в Бостоні, натрапили на гарячу нагоду. На основі дослідницької діяльності в Центрі харчової медицини Else Kröner Fresenius Технічного університету в Мюнхені Клауснітцер дослідив питання, чому генний варіант, поширений в Європі, пов'язаний із значно підвищеним ризиком ожиріння. Ген, про який йде мова, є скороченим FTO спадковим розподілом, який зустрічається у багатьох різновидів і має регуляторні завдання. Як виявили дослідники, асоційований із надмірною вагою варіант гена змушує молоді адипоцити переростати в білі клітини, що зберігають жир.
Отже, причиною несправності є несправний перемикач, який заважає важливому каталізатору в мітохондріях - роз’єднуючому білку-1, або коротше UCP1 - виконувати свою роботу. Це полягає в організації перетворення жиру в тепло. Це означає: Без UCP1, торгової марки коричневих жирових клітин, мітохондрії не можуть спалити жодної калорії. Той факт, що UCP1 не працює належним чином у людей з алелем ризику, очевидно, зумовлений незначною зміною гена FTO. Якщо вчені відокремили «неправильний» будівельний блок ДНК за допомогою ножиць гена Crispr-Cas9 і замінили його варіантом низького ризику, молоді адипоцити постраждалих знову дозріли до теплоутворюючих жирових клітин. У подальших дослідженнях зараз необхідно показати, чи можна ці знання, отримані з ізольованих жирових клітин людини, використовувати терапевтично.
Електростанція при половинному навантаженні
Скільки харчової енергії спалюють коричневі адипоцити, залежить не тільки від їх кількості, але і від їх продуктивності. Активуючи холод, нагрівальна техніка в коричневому жирі запускається при температурі близько 28 градусів Цельсія. Однак це справді відбувається лише тоді, коли термометр падає набагато далі. Однак навіть тоді нагрівальні клітини людей не можуть утримувати свічку від гризунів. «Коричневий жир хом'яків надзвичайно ефективний. Він може виробляти до 500 Вт тепла на кілограм тканини », - говорить Мартін Клінгенспор, завідувач кафедри молекулярної дієтології Центру Else Kröner Fresenius в Технічному університеті Мюнхена. "Це відповідає потужності кількох лампочок". Натомість система опалення людини виробляє лише близько 50 Вт на кілограм, або приблизно десяту частину, за словами біолога.
Тому вчені намагаються використовувати різні методи, щоб надати коричневій жировій тканині руку допомоги. Очевидним підходом є імітація нейронального стану збудження, що виникає, коли холодно: якщо температура падає, вегетативна нервова система вивільняє більшу кількість речовини, що передає нейрони норадреналіну. Зв’язуючись із певними місцями стикування, рецепторами бета-3, норадреналін подає сигнал жироспалюючим адипоцитам розпалити вогонь.
Ліки для сечового міхура творять чудеса
Були спроби активувати рецептори бета-3 за допомогою ліків. Перспективні експерименти на тваринах, що досліджувані речовини не показали бажаного ефекту для людини. Крім того, деякі з них викликали значні побічні ефекти - серед іншого, тому що вони були недостатньо специфічними, а також стимулювали відповідні рецептори в серцево-судинній системі. Новий активний інгредієнт під назвою мірабегрон, який використовується для лікування подразливого сечового міхура і вже є на ринку, видається більш перспективним. Принаймні результати пілотного проекту дослідників під керівництвом Аарона Кіпесса з американського органу охорони здоров'я NIH дають привід для надії. Як вони повідомляють у журналі "Клітинний метаболізм", одноразове застосування препарату для сечового міхура у всіх випробовуваних, загалом дванадцять здорових молодих чоловіків, помітно збільшило споживання цукру в коричневій жировій тканині. В результаті основний енергетичний обмін учасників збільшився в середньому на 200 кілокалорій на день. Однак чотириразова доза, яку зазвичай вводять, прискорювала пульс і підвищувала артеріальний тиск. На думку авторів дослідження, слід перевірити, чи стимулює препарат обмін речовин навіть у менших дозах, менш стресових для серцево-судинної системи.
Інші дослідники прагнуть збільшити кількість клітин, що споживають калорії. Вони зосереджують свою увагу на так званих бежевих адипоцитах: Такі жирові клітини, які частіше з’являються в холодну погоду, мають в основному ті самі властивості, що й коричневі адипоцити, але, ймовірно, мають різне походження. На відміну від своїх коричневих однофамільців, вони також не знаходяться в тканинному об’єднанні, а навпаки, розсіяні в білій жировій тканині. Уже існують деякі підходи, які призводять до збільшення адипоцитів і, отже, до побуріння білої жирової тканини, принаймні у тварин. Згідно з висновками Клінгенспора та його колег, фермент, який ініціює вироблення гормону простагландин, має такі сприятливі ефекти. Отже, миші, які виділяють велику кількість ферменту, що називається Cox-2, в результаті генної інженерії мають надзвичайно велику кількість бежевих адипоцитів. На відміну від генетично немодифікованих спеціалістів, вони також можуть споживати величезну кількість жиру, не стаючи товстим або діабетиком.
Гормон, який дослідники, працюючи з Брюсом Шпігельманом з Інституту раку Дани Фабер при Гарвардському університеті в Бостоні, виявили та описали, має порівняно позитивні ефекти. Вивільняючись з м’язів під час інтенсивних фізичних навантажень, білок, який вони охрестили «Іризин», засмагає білу жирову тканину мишей. Це також, очевидно, захищає гризунів від ожиріння та діабету. Однак досі незрозуміло, чи має він однаковий сприятливий вплив на людину і чи існує він взагалі на людину. Шпігельман та його колеги надали докази такого зв'язку. Однак інші вчені скептично ставляться. Стеффен Маак з Інституту біології сільськогосподарських тварин імені Лейбніца в Даммерсторфі вважає, що фітнес-гормон ірисин є більше міфом, ніж серйозним гормоном для схуднення. Тому що ні він, ні інші дослідники не могли підтвердити результати дослідників навколо Шпігельмана.
Інші вчені також виявили, що фізична активність пригнічує білий жир у мишей, а крім того покращує метаболізм цукру у тварин. Згідно зі спостереженнями Крістін Стенфорд із Центру діабету імені Джосліна в Бостоні та її колег, благотворний ефект походить від білого жиру, а не від м’язів. Відповідно до цього, інтенсивне переміщення в підшкірному жирі гризунів активує понад 1800 генів, у тому числі тих, які необхідні для розмноження мітохондрій. Коли вчені пересадили шматочок підшкірної жирової клітковини від дресированих мишей у черевце млявих братів і сестер, баланс цукру та жировий обмін малорухливих гризунів покращилися. Майбутнє покаже, чи допоможе це та багато інших знань, отриманих тваринами, розробити методи, що полегшують ожирінню схуднення.