Tłuszcz biały, brązowy, beżowy

Tłuszcz biały, brązowy, beżowy

Kirill Stasevich
"Nauka i życie" №11, 2014

Lekarze mają wszelkie powody, aby sądzić, że nadwaga nie prowadzi do dobra. Co do zasady, cały szereg zaburzeń jest związany z nadwagą: od układu krążenia do metabolizmu. A liczba osób z pewną postacią otyłości stale rośnie.

Jak utrzymać wagę w normalnym zakresie? Wydaje się, że odpowiedź nigdzie nie jest łatwiejsza – mniej jeść, więcej się ruszać. Nikt nie wątpi w skuteczność tych funduszy, ale nie wszystkim pomagają. U niektórych osób właściwości metaboliczne są takie, że tłuszcz gromadzi się w każdej diecie. Czasami po prostu nie możemy oprzeć się głodowi: mózg potrzebuje kalorii bez patrzenia na nadwagę. Nie zawsze jest również możliwe spełnienie wymagań dotyczących aktywności fizycznej, szczególnie dla mieszkańców miast.

Dlatego też otyłość stała się jednym z najbardziej studiowanych tematów współczesnej medycyny, a wysiłki wielu badaczy zmierzają do znalezienia środków, które pomogą zapobiec gromadzeniu się tłuszczu. Można na przykład spróbować zmienić zachowania żywieniowe w mózgu i systemie neuroendokrynnym. Innym sposobem zapobiegania gromadzeniu się tłuszczu – wpływ na mikroflorę jelitową, ponieważ od niej zależy, które będą wchłaniane z pokarmu we krwi, a co nie.W końcu nadmiar lipidów można po prostu spalić, to znaczy podzielić je na pewien rodzaj procesów metabolicznych.

Tymczasem walka tłuszczu i tłuszczu. To, co osadza się na pośladkach i talii, to biała tkanka tłuszczowa, składająca się głównie z białych adipocytów (komórek tłuszczowych). Ich zadaniem jest przechowywanie różnych lipidów i wyglądają one jak olbrzymi spadek tłuszczu. Cytoplazma, jądro i inne składniki komórki są w nich, ale znajdują się gdzieś pomiędzy masą lipidów a membraną. Brązowe komórki tłuszczowe wyglądają inaczej: jest w nich kilka tłustych kropli, aw cytoplazmie jest dużo mitochondriów, które dzięki białkom zawierającym żelazo dają komórkom ciemniejszy, brązowy kolor.

Z biochemicznego punktu widzenia brązowe komórki tłuszczowe na pierwszy rzut oka wydają się bez znaczenia. W mitochondriach związek pomiędzy utlenianiem cząsteczek organicznych (czyli lipidów) a syntezą cząsteczek energii ATP jest zepsuty. Jak wiadomo, podczas utleniania cząsteczek w mitochondriach na ich membranach wewnętrznych powstaje gradient protonowy: jest więcej protonów po jednej stronie membrany niż po drugiej. Ten gradient jest potrzebny, aby enzym syntezy enzymu ATP działał w błonie: energia zmagazynowana w wiązaniach chemicznych ATP jest łatwo uwalniana i wykorzystywana w ogromnej większości procesów molekularnych w komórce.Ale w brązowym tłuszczu energia z utlenionych produktów w ATP prawie nie jest magazynowana. Ale na próżno nie wydaje i idzie w upał.

Wszystkie komórki w różnym stopniu, pozwalają pewnej części otrzymanej energii przeciekać do ciepła, ale komórki brązowego tłuszczu są wyspecjalizowane właśnie w tej funkcji – aby utworzyć ciepło z magazynowanych lipidów. Łatwo zgadnąć, że brązowe adipocyty są ważnym elementem systemu termoregulacji u zwierząt ciepłokrwistych. W rzeczywistości, zoologowie od dawna zauważyli, że brązowy tłuszcz jest szczególnie rozwinięty w hibernacji zwierząt. Utrzymywanie temperatury ciała za pomocą innych mechanizmów, takich jak potrząsanie, "śpiące" zwierzęta nie mogą, a brązowy tłuszcz jest bardzo przydatny.

Brązowy tłuszcz chroni przed hipotermią i niemowlętami – mają do 5% masy ciała. U dorosłych do niedawna wierzono, że brązowe adipocyty przestają pełnić swoją funkcję, tracą mitochondria i zmieniają się w podobieństwo normalnych białych komórek tłuszczowych.

Jednak kilka lat temu znaleziono także brązowy tłuszcz u dorosłych. Okazało się, że jakaś jego część pozostaje w szyi, ramionach i górnej klatce piersiowej. Co więcej, okazało się, że ilość brązowego tłuszczu u dorosłych wzrasta w chłodzie, co jest zrozumiałe, ponieważ brązowy tłuszcz jest potrzebny do ogrzewania.

A ponieważ "palenisko" brązowego tłuszczu działa na lipidy, powstał sam pomysł: czy nie można go wykorzystać do utraty wagi? Ale wtedy potrzebujesz "przełącznika", który aktywowałby brązową tkankę tłuszczową, kiedy jest potrzebna. Aby zrealizować ten pomysł, konieczne jest, po pierwsze, zrozumienie molekularnych i komórkowych mechanizmów, które zapewniają pojawienie się brązowego tłuszczu w ciele, a po drugie, aby upewnić się, że naprawdę pomaga przeciw otyłości i związanym z tym problemom metabolicznym.

Kiedy dana osoba czuje zimno, mózg daje sygnał białym adipocytom, aby rozbić tłuszcze triglicerydowe, a powstałe kwasy tłuszczowe z krwią dochodzą do brązowego tłuszczu, gdzie "wypalają się". Obciążenia mięśniowe przyczyniają się do przekształcenia białych komórek tłuszczowych w brązowe

Chociaż komórki brązowego tłuszczu znaleziono nie tylko w specjalnym "depot", ale również w grubości białego tłuszczu, uważano, że nadal mają swoich specjalnych poprzedników, które następnie rozwijają się w brązowe adipocyty. Jednak naukowcy z Zurich High School w Zurychu odkryli, że biały tłuszcz i brązowy tłuszcz mogą się bezpośrednio nawzajem przekształcać.Eksperymenty przeprowadzono na myszach, w których monitorowano poszczególne komórki białego tłuszczu: wraz ze spadkiem temperatury komórki te "stały się brązowe", a wraz ze wzrostem "stały się białe". Okazuje się, że brązowy tłuszcz może powstać bezpośrednio z białego tłuszczu.

Brązowa tkanka tłuszczowa jest gęsto porośnięta naczyniami krwionośnymi; nie tylko dostarczają jej paliwo, ale także biorą ciepło z nimi. Możliwe było nawet znalezienie komórek nerwowych, które dają sygnał do rozpadu tłuszczy – okazały się neuronami podwzgórza. Kontrolowali metaboliczną aktywność brązowych komórek tłuszczowych. Oznacza to, że apetyt i konsumpcja żywności pozostały takie same, ale w spalaniu tłuszczu "spalono" więcej kalorii.

Mózg może kontrolować brązowy tłuszcz nie tylko za pomocą samych sygnałów neuronalnych, ale także za pomocą hormonów neuropeptydowych zwanych oreksynami. Te neuropeptydy są syntetyzowane ponownie w podwzgórzu, uczestniczą w regulacji cykli snu i czuwania i wpływają na metabolizm energetyczny i apetyt. Okazało się, że oreksyny działają bezpośrednio na komórki białego tłuszczu, przyczyniając się do ich przekształcenia w brązowe adipocyty. (Możliwe, że sprawa nie ogranicza się wyłącznie do bezpośredniego wpływu,ponieważ oreksyny są włączone w złożony układ kilku neuropeptydów, które kontrolują metabolizm i mogą działać na brązowy tłuszcz poprzez swoje "czynniki oddziaływania".) Jeśli u myszy geny oreksyn są wyłączone, zwierzęta przybrały na wadze nawet przy umiarkowanym odżywianiu.

Nie trzeba jednak myśleć, że brązowy tłuszcz znajduje się pod opieką tylko kilku neuropeptydów i grupy komórek nerwowych. Najbardziej aktywna część w transformacji jednej tkanki tłuszczowej w drugą przyjmuje układ odpornościowy. Kilka lat temu naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (USA) odkryli, że makrofagi obecne w białym tłuszczu powodują, że komórki tłuszczowe stają się brązowe, gdy temperatura spada. Zwykle makrofagi są nazywane "czystszymi" komórkami, które eliminują efekty "wojen immunologicznych", a ich aktywna rola w metabolizmie dopiero niedawno stała się jasna. Pod wpływem specjalnych białek sygnałowych makrofagi indukują tkankę tłuszczową, aby spalić swoje rezerwy. Niedawno udało się połączyć sygnały odpornościowe kontrolujące makrofagi z pracą mięśni. Dzięki ćwiczeniom i ponownie przy spadku temperatury otoczenia, specjalny hormon (tzwhormon meteoro-podobny), które poprzez białka sygnalizujące odpowiedź immunologiczną, interleukiny działają na makrofagi zlokalizowane w tkance tłuszczowej, a następnie wszystko rozwija się zgodnie z powyższym scenariuszem.

Rozszyfrowanie mechanizmów kontroli brązowego tłuszczu jest zwykle związane z poszukiwaniem molekularnych "magicznych guzików" – białek regulatorowych, za pomocą których można aktywować pojawianie się nowych brązowych komórek lub zwiększać ich aktywność. Niedawno naukowcy z University of Virginia (USA) opublikowali artykuł, w którym zaproponowali rolę przełącznika enzymu kinazy tik2 z brązowym tłuszczem. Do tej pory enzym ten był badany jako jedno z obiecujących białek przeciwnowotworowych. (Tutaj można przypomnieć, że otyłość często rozwija się z rakiem.) Istnieje wiele takich przykładów, raporty o brązowych aktywatorach tłuszczu pojawiają się regularnie. Oczywiście w każdej podobnej pracy sprawdza się ich wpływ na nadwagę. Jak dotąd wszystko, co aktywuje brązowy tłuszcz, pomaga pozbyć się nadwagi. Ale czy brązowy tłuszcz pomaga pozbyć się problemów metabolicznych towarzyszących otyłości?

Naukowcy z Dana-Farber Cancer Institute (USA) odpowiedzieli twierdząco na to pytanie. Znaleźli białko, które łączy kaloryczne spalanie kalorii z procesami zapalnymi, które zaczynają się w przerośniętej tkance tłuszczowej. Uważa się, że zapalenie wywołuje oporność na insulinę tkanek i narządów, co jest bezpośrednią drogą do cukrzycy typu 2. Okazało się, że białko TRPV4, zawarte w białych adipocytach, zakłóca spalanie tłuszczu i przyczynia się do procesów zapalnych w tkance tłuszczowej. Jeśli synteza TRPV4 została zahamowana, nie było otyłości ani zapalenia u zwierząt doświadczalnych, chociaż spożywały one wysokokaloryczne pokarmy tłuszczowe. W rzeczywistości w innych pracach istniał również związek między aktywacją brązowego tłuszczu i znikaniem objawów cukrzycy, ale konieczne było znalezienie określonego związku molekularnego. Okazało się, że to TRPV4. Prawdą jest, że należy pamiętać, że badania tego rodzaju nie ograniczają się tylko do jednego ogniwa, a zazwyczaj biolodzy molekularni otrzymują cały łańcuch sygnałowy za złapanym ogniwem, z którego każdy może stać się celem narkotyków.

Zwykle podobne eksperymenty wykonuje się na myszachwięc rozsądnie byłoby zadać pytanie, ile uzyskanych wyników można ekstrapolować na osobę. Ale dosłownie w lipcu tego roku w czasopiśmie Cukrzyca Opublikowano artykuł, w którym pracownicy wydziału medycznego Uniwersytetu Teksańskiego w Galveston (USA) piszą o jednoznacznym związku między ilością brązowego tłuszczu u ludzi, poziomem glukozy we krwi i reakcją komórki na insulinę. Im bardziej aktywny był brązowy tłuszcz, tym bardziej był on, tym więcej kalorii spalało się i bardziej aktywnie glukoza była absorbowana z krwi do komórek tkanek. Zatem brązowy tłuszcz może naprawdę stać się dobrym narzędziem medycznym w walce z otyłością i cukrzycą, a naukowcy nie daremnie szukają środków, dzięki którym można szybko i skutecznie aktywować brązową tkankę tłuszczową.

Większość z tych poszukiwań docelowych cząsteczek docelowych zaangażowanych w zarządzanie brązowego tłuszczu. Różne podejścia różnią się tu skutecznością i prawdopodobieństwem wystąpienia efektów ubocznych. Na przykład pracownicy firmy biotechnologicznej Genetech twierdzą, że mogą aktywować brązowe adipocyty i normalizować metabolizm za pomocą tylko jednego wstrzyknięcia przeciwciał, które aktywują receptory komórkowe dla hormonu FGF21 (czynnik wzrostu fibroblastów21). U myszy z cukrzycą, które otrzymały iniekcję, poziom glukozy był normalny przez cały miesiąc, a same myszy straciły 10%. Jednak do tej pory przeciwciała te były testowane tylko na zwierzętach. Z drugiej strony naukowcy z Cambridge (Wielka Brytania) uważają, że należy preferować "swoje" białko o nazwie BMP8B, które nie tylko aktywuje brązowy tłuszcz, ale czyni to bardzo konkretnie – czyli działając z jakimś lekiem na BMP8B, prawie ryzyko uderzenia w inny proces komórki molekularnej. Warto również wspomnieć o niedawno odkrytym irysie hormonalnym – oszczędza on otyłości i cukrzycy, przekształcając biały tłuszcz w brązowy, a jednocześnie przyczynia się do wzrostu tkanki mięśniowej. Oznacza to, że działanie tego hormonu jest podobne do działania na siłowni: bez tłuszczu i mięśni.

Wśród różnych wskazówek dotyczących aktywacji brązowego tłuszczu oryginalną sugestią jest użycie Viagry. Fakt, że ten legendarny lek pomaga również w otyłości, zgłosili badacze z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy), który opublikował w zeszłym roku American Journal of Experimental Biology. Viagra, czyli syldenafil, zwiększyła ilość brązowego tłuszczu u myszy, a ponadto hamowała procesy zapalne w białej tkance tłuszczowej.

Czy osoba może przyczynić się do zwiększenia udziału brunatnego tłuszczu, nie czekając na nadejście narkotyków? Jest taki sposób, a to jest edukacja sportowa i fizyczna. Powyżej wspomniano już o hormonie podobnym do meteorytu uwalnianego z mięśni podczas wysiłku fizycznego. Obciążenia mięśni również zwiększają syntezę w mięśniach czynnika transkrypcyjnego PGC-1α, który obejmuje w białych komórkach tłuszczowych geny, które przekształcają je w brązowe adipocyty. (Czynnik białkowy PGC-1α działa w łańcuchu sygnałowym związanym z białkiem TRPV4, dzięki któremu możliwe było "związanie" brązowego tłuszczu z cukrzycą).

Jeśli nie chcesz tracić czasu na ćwiczenia, przyjaciele pomogą Ci schudnąć. W 2011 r. Naukowcy z University of Ohio (USA) stwierdzili, że zwiększona aktywność społeczna pomaga myszom grubym schudnąć, a cienkie chronią przed otyłością, nawet jeśli karmione są tłustymi pokarmami. Komunikacja z innymi myszami zwiększała udział tłuszczu brązowego w ciele zwierząt, a łączącym je ogniwem było dość dobrze znane białko zwane neurotroficznym czynnikiem mózgowym (BDNF), którego poziom wzrastał w komórkach nerwowych podczas intensywnego życia społecznego.

Wreszcie, inny sposób aktywowania brązowego tłuszczu, co sugeruje się, jest zimny. Rzeczywiście, jeśli aktywność brązowych komórek tłuszczowych wzrasta z zimna, to dlaczego osoby cierpiące na nadwagę nie powinny być zamrożone w celach terapeutycznych? Pracownicy University of Maastricht (Holandia) próbowali ocenić skuteczność tej metody. Przez 10 dni zmusili ochotników do siedzenia w pokoju o temperaturze powietrza 15 ° C przez sześć godzin dziennie. Brązowy tłuszcz uczestników eksperymentu naprawdę uaktywnił się, przestali marznąć, a ich koszty energii wzrosły o 30%. Jednak wciąż nie jest jasne, czy taka aktywacja jest wystarczająca do naprawdę znaczącej utraty wagi.

Ale jeśli jeden brązowy tłuszcz nie wystarcza, biały pomoże, – jak się okazało, może również rozkładać tłuszcz z wydzielaniem ciepła, jeśli zrobi się zimniej. Badacze z Harvardu (USA) odkryli, że same białe adipocyty, bez interwencji układu nerwowego i niezależnie od brązowego tłuszczu, mogą odczuwać zimno i uczestniczyć w termoregulacji.

Dla zachowania uczciwości należy stwierdzić, że niektóre dane są związane z brązowym tłuszczem, który może wzbudzić w nim entuzjazm.Na przykład, on, co dziwne, w niektórych eksperymentach zwiększył ryzyko miażdżycy, wywołując wzrost udziału "złych" tłuszczów – lipoprotein o niskiej gęstości – we krwi. Jednak wyniki te muszą zostać potwierdzone w badaniach klinicznych.

Jest możliwe, że różnorodność tkanek lipidowych nie ogranicza się do tłuszczu białego i brązowego. Dwa lata temu pracownicy Dana-Farber Cancer Institute (USA) odkryli, że w ciele ludzkim znajduje się również beżowy tłuszcz. Jego komórki są podobne do brązowych komórek tłuszczowych, a także spalają nadmiar lipidów w celu wytworzenia ciepła, ale różnią się niektórymi istotnymi cechami biochemicznymi i genetycznymi. Jest możliwe, że te adipocyty uważane za brązowe u ludzi są rzeczywiście beżowe. Jednak nawet jeśli dorosły brązowy tłuszcz nie jest prawdziwy, naukowcy po prostu muszą przejść na beżowy, który może być również stosowany do regulacji metabolizmu i zapobiegania otyłości.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: