Согласно исследованию, проведенному Государственным университетом Джорджии, новые открытия о механизме, отвечающем за выделение тепла в организме, связанное с жировой тканью, противоречат классическим представлениям в этой области и могут привести к новым способам борьбы с метаболическими нарушениями, связанными с ожирением.
Более одной трети взрослых в Соединенных Штатах страдают ожирением, что означает, что их вес выше, чем считается здоровым для данного роста. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, ожирение может привести к ряду состояний, включая диабет 2 типа, ожирение печени, сердечные заболевания, инсульт и определенные типы рака.
В теле есть несколько типов жира, также известного как жировая ткань. Коричневая жировая ткань рассеивает энергию, выделяя тепло для поддержания температуры тела. Белая жировая ткань накапливает лишние калории, потребляемые людьми, что может привести к ожирению. Некоторые факторы, такие как воздействие холода и активация симпатической нервной системы, привлекают особый тип адипоцитов (жировых клеток), называемых бежевыми адипоцитами, в белый жир посредством процесса, называемого "поджаривание." Эти бежевые адипоциты могут выделять тепло, хотя и не так эффективно, как коричневые адипоциты.
Исследователи когда-то считали, что бурый жир есть только у младенцев, но несколько исследований, опубликованных около 10 лет назад, обнаружили присутствие бурого жира у взрослых людей.
Ученые традиционно считали, что процесс, называемый липолизом, который расщепляет жир, хранящийся в липидных (масляных) каплях коричневых адипоцитов, необходим для выработки тепла в ответ на холод. Однако это исследование показало обратное. Результаты опубликованы в журнале Cell Metabolism.
"По сути, мы установили новую парадигму производства тепла из бурого жира," сказал доктор. Лицин Ю, старший автор исследования и профессор Центра молекулярной и трансляционной медицины и Института биомедицинских наук в штате Джорджия. "Липолиз липидных капель в буром жире не является существенным для млекопитающих, чтобы поддерживать температуру тела на морозе. Вместо этого он критически регулирует выбор топлива из коричневого жира и подрумянивание белого жира. Открытие изменило классический взгляд людей на метаболический процесс, ответственный за выработку тепла. Вам не нужен этот процесс для выработки тепла, если есть топливо. Это первая демонстрация in vivo на целых животных. Люди на самом деле никогда не проверяли эту классическую точку зрения."
"Еще одна причина, по которой это открытие является важным, заключается в том, что коричневая жировая ткань, выделяющая тепло, может удалять накопленные жиры, и это то, чего действительно хотят люди," сказал доктор. Хёнсу Шин, первый автор исследования и научный сотрудник Центра молекулярной и трансляционной медицины в штате Джорджия.
"Повышенное потребление энергии и / или снижение расхода энергии вызывают ожирение, а ожирение имеет множество осложнений," Ю сказал, "такие как инсулинорезистентность, диабет 2 типа, ожирение печени и сердечно-сосудистые заболевания. Понимание тепловыделения бурого жира в нашем теле может помочь нам разработать новые подходы к увеличению расхода энергии и улучшению метаболического здоровья.
Исследователи генетически удалили белок Comparative Gene Identification (CGI) -58, который играет ключевую роль в активации клеточного липолиза, в двух группах мышей для изучения тепловыделения. У одной группы был удален CGI-58 в коричневой жировой ткани, а у другой был удален CGI-58 в белой и коричневой жировой ткани. Исследователи ожидали обнаружить, что тепло не может быть произведено без этого механизма липолиза.
"Мы были удивлены, увидев, что мыши, лишенные CGI-58 в коричневом жире, не были чувствительны к холоду и даже имели более высокую температуру тела, чем контрольные мыши, когда пищу давали во время воздействия холода," Шин сказал.
Чувствительность к холоду означает, что если температура тела животного упадет до критической точки, животное не сможет поддерживать нормальный метаболизм и функцию клеток и умрет.
Мыши, лишенные CGI-58 как в коричневой, так и в белой жировой ткани, становились чувствительными к холоду только тогда, когда им не давали пищу. При наличии пищи эти животные не были чувствительны к холоду.
"Нам нужен липолиз в белой жировой ткани, чтобы обеспечить топливо для выработки тепла во время голодания," Ю сказал.