Ученые исследуют «хороший» жир сжигающий калории

Наука подарила нам лучик надежды.

Изобретение волшебной таблетки, выпив которую можно не отказывать себе ни в какой пище и перестать изнурять тело в спортзале — это мечта для миллионов людей, страдающих избыточным весом. Ведь толстые люди не только хуже выглядят, но и меньше живут, и более подвержены риску серьезных заболеваний сердца, диабету. Нет, волшебной таблетки пока не изобрели, однако принципиальный механизм, позволяющий много есть и не толстеть, причем не увеличивая свою физическую активность — найден.

Ученые исследуют «хороший» жир сжигающий калории
Все дело в бежевом жире, который обнаружили ученые еще в 2009 году. Новые исследования открывают возможности его эффективного использования и сохранения — пока у мышей. Однако с хорошими перспективами и для нас. Ученые университета Калифорнии в Сан-Франциско изучают бежевый жир — сжигающую калории ткань, которая помогает избежать ожирения и диабета — и обнаружили новый способ сохранять эту полезную функцию.

Бежевые жировые клетки умеют переключаться между так называемым «белым» состоянием накопления энергии и энергосжигающим «бурым». Об этом свидетельствует новое исследование, которое на основе наблюдений за митохондриями обнаружило, что предотвращение поедания жировыми клетками их собственных митохондрий заключает их в состояние энергосжигания. У мышей удалось произвести такое вмешательство, которое защитило их от ожирения и предиабетических симптомов, что повысило надежды на будущее применение для людей.

Результаты были опубликованы 25 августа в журнале «Клеточный метаболизм» и, по мнению старшего исследователя Синго Кажимура, кандидата технических наук, и профессор клеточной и тканевой биологии UCSF, представляют собой ключевой новый шаг вперед в усилиях по использованию бежевого жира для борьбы с растущими во всем мире заболеваниями ожирением и сахарным диабетом 2 типа. Исследование может помочь усилиям по укреплению и поддержанию энергетического сжигания жира в организме человека.

У всех млекопитающих, включая человека, имеется два типа жира с полностью противоположными функциями: белый, который сохраняет энергию и связан с диабетом и ожирением; и бурый, который производит тепло за счет сжигания энергии и связан с худобой. Человеческие дети рождаются с бурым жиром, который является натуральной защитой от охлаждения, однако только в 2009 году исследователи впервые обнаружили, что взрослые люди тоже обладают энергосжигающим жиром.

В 2015 году группа Кажимуры продемонстрировала, что большинство людей со здоровым весом не обладают классическим бурым жиром, который есть у детей, но имеют абсолютно другую клетку, которую ученые назвали «бежевый жир». Бежевый жир обнаружен вместе с белым и имеет способность быстро превращать состояние накопления энергии в состояние ее сжигания как ответ на изменение окружающей обстановки вроде простуды и других стресс-факторов.

Многие исследователи ожирения надеются, что энергосжигающие свойства бежевого и бурого жиров помогут пациентам сбросить вес: всего лишь две унции этого вещества могут сжечь до 200 калорий в день в случае падения температуры. Но просто использование пациентами низких температур — или использование таблеток, которые обманывают тело и заставляют его мерзнуть — продемонстрировали свою неэффективность в ранних исследованиях, так как большинство людей, которые страдают ожирением, не имеют значительное количество активного бурого жира. Эти подходы также имеют опасные сердечно-сосудистые побочные эффекты, которые вызывают особую озабоченность у пациентов с ожирением.

Совсем недавно группа Кажимуры разработала новые фармакологические стратегии по трансформированию белого жира в бежевый у мышей, которые продемонстрировали значительные положительные для здоровья изменения без побочных последствий для сердца. Однако вскоре исследователи обнаружили, что лекарственные эффекты прекратились, и новый бежевый жир превратился в белый в течение нескольких недель.

«Много лет фокус наших исследований был направлен на изучение превращения белого жира в бежевый» — говорит Кажимура, который занимает должности в Центре изучения диабета UCSF, центре регенеративной медицины Eli and Edythe  и  Stem Cell Research — «тепреь мы понимаем, что нужно искать способы сохранить его более длительное время».

Митохондрия играет ключевую роль в настройке функции жировых клеток.

В своей новой работе, команда, возглавляемая студентом Кажимуры Светланой Альтшулер-Кейлин демонстрирует, что при превращении в белый жир, бежевые жировые клетки переваривают свою митохондрию — структуру, которая находится внутри клеток, сжигает глюкозу и превращает в энергию. Когда исследовательская группа стерла ключевые гены чтобы предотвратить съедание бежевыми клетками их митохондрий в мышах, им удалось сохранить бежевый жир и его пользу для здоровья.

 

«Хороший» жир, сжигающий калории, можно защитить

Для начала исследователям нужно было продемонстрировать, что индивидуальные бежевые жировые клетки действительно преобразовываются в белые — что они не умирают и не заменяются, например, новыми белыми. Для того, чтобы продемонстрировать это, Альтшулер-Кейлин поместила клетки в желе и использовала микроскоп, чтобы отслеживать их трансформацию в течение 10 дней. Она увидела, что бежевые жировые клетки быстро потеряли свой характерный мраморный вид, превращаясь в один большой жирный липид, типичный для белых жировых клеток.

«Таким образом мы узнали, что бежевый жир склонен к исчезновению, но мы хотели понять почему» — говорит Альтшулер-Кейлин. «Мы знали, что цвет бурого и бежевого жира обусловлен количеством пигментированных митохондрий, которые в них содержатся, так что мы задались вопросом, что же происходит с митохондрией когда бежевый жир становится белым».

Исследователи проанализировали изменения в экспрессии генов в процессе трансформации жира. Они обнаружили, что на самом деле, кластер генов, связанных с митохондриями, был очень активен в бежевом жире, но резко снизился когда он побелел. Используя флуоресцентные белки для визуализации митохондрий, исследователи подтвердили, что число этих клеточных электростанций увеличивается в бежевом жире и снижается в белом.

Дальнейший анализ экспрессии генов позволил высказать предположение, что аутофагия — общий процесс, в котором клетки переваривают свои собственные внутренние неисправные и ненужные компоненты — активно уничтожает митохондрии при переходе от бежевого жира к белому. Альтшулер-Кэйлин высказала предположение, что контроль за аутофагией может быть ключом к поддержанию процесса сжигания энергии бежевыми клетками.

Она получила несколько мышей, у которых в ключевых бежевых жировых клетках были удалены гены аутофагии, а содержание бежевого жира было увеличено с помощью лекарств и холода, а затем убрала эти стимулирующие факторы. Она обнаружила, что у мышей с отсутствующими генами аутофагии сохранилось гораздо больше бежевого жира, предположительно потому, что они не смогли превратить его обратно в белый.

«Это был первый раз в моей карьере, когда я увидела такой поразительный результат» рассказала исследователь, «Я бегала по лаборатории и показывала его всем».

Дальнейшие тесты показали, что мыши с блокированной аутофагией в жировых клетках не только дольше чем нормальные сохраняют бежевый жир, но и сжигают энергию быстрее — без какого-либо увеличения активности или снижения потребляемой пищи. Помещенные в условия высокожировой диеты на 8 недель, эти мыши также продемонстрировали значительно меньший вес, сохранили более здоровый метаболизм глюкозы и чувствительность к инсулину, которые являются признаками защиты от диабета 2-го типа.

Кажимура надеется, что новое открытие будет способствовать усилиям по увеличению бежевого жира у людей, страдающих ожирением, особенно пожилых.

«В преклонном возрасте, вы естественно склонны терять ваш бежевый жир, что по нашему мнению является одним из основных факторов, связанных с возрастным ожирением. Ваше потребление калорий остается неизменным, но их не сжигается так же много как раньше» — говорит он — «быть может лучшее понимание этого процесса позволит нам помочь людям дольше сохранять бежевый жир и, соответственно, оставаться здоровыми».

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.