Біохіміки змусили буру жирову тканину боротися з ожирінням у мишей. Це допоможе у боротьбі з хворобою й у людей

Бурий жир виявився здатним спалювати калорії швидше, ніж вважали раніше, завдяки невідомому раніше механізму вироблення тепла. У мишей цей процес допоміг знизити ризик ожиріння та пришвидшував обмін речовин. Це відкриває перспективи для нових методів боротьби з інсулінорезистентністю й ожирінням у людей. Результати дослідження опублікували в журналі Nature.

Клітина бурої жирової тканини з невеликими вкрапленнями жиру та значною кількістю мітохондрій, які виробляють тепло. Wikimedia Commons

Як працює здатність бурого жиру виробляти тепло?

На відміну від білого жиру, який накопичує енергію, бурий жир активно її спалює та виробляє тепло. У нормі цей процес відбувається завдяки мітохондріям і спеціальному роз’єднувальному білку 1 (UCP1). Саме він дозволяє клітинам оперувати виробництвом енергії та перетворювати її безпосередньо на тепло, що допомагає організму зігріватися.

Але вчені помітили: навіть коли мишам бракує цього білка, бурий жир все одно здатний виробляти тепло. Це наштовхнуло на думку, що бурий жир може виробляти тепло й за допомогою інших механізмів. Оскільки такі механізми можуть допомогти боротися з ожирінням, науковці з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі вирішили їх дослідити.

Яким виявився запасний механізм вироблення тепла?

Нове дослідження показало, що пероксисоми ― маленькі органели клітини, які зазвичай відповідають за переробку жирних кислот — можуть бути додатковим джерелом тепла у тварин. У відповідь на холод їхня кількість у бурому жирі різко зростає, особливо якщо мітохондрії працюють не на повну силу. Це означає, що пероксисоми можуть брати на себе роль резервного механізму, підтримуючи витрати енергії організму.

Науковці виявили, що пероксисоми споживають паливо і виробляють тепло в процесі метаболізму, в основі якого лежить ключовий білок цих клітин — ацил-КоА-оксидаза 2 (ACOX2). Щоб перевірити роль пероксисом у виробленні тепла, науковці використали мишей з генетичними змінами в бурому жирі. В одній групі тварин відключили білок ACOX2, а в іншій — навпаки, підвищили його вироблення. Додатково дослідники застосували флуоресцентний тепловий датчик і інфрачервону тепловізійну камеру, щоб безпосередньо оцінити зміни у виробництві тепла клітинами.

Виявилося, що відсутність ACOX2 суттєво знижувала здатність мишей витримувати холод: їхня температура тіла падала швидше, а тканини гірше реагували на інсулін, що робило тварин більш схильними до ожиріння при харчуванні жирною дієтою. Натомість миші з підвищеним рівнем ACOX2 виробляли більше тепла, краще переносили низькі температури та зберігали чутливість до інсуліну навіть за умов надлишку жирів у раціоні. Додатково було показано, що саме під час метаболізму певних жирних кислот цей білок запускає інтенсивніше нагрівання клітин бурого жиру.

Чи можна активувати такий резервний механізм у людей?

Оскільки потрібні для активації ACOX2 жирні кислоти надходять не лише з організму, а й із молочних продуктів, грудного молока та навіть виробляються кишковими мікробами, це відкриває можливості для дієтичних чи пробіотичних втручань, спрямованих на боротьбу з ожирінням. Дослідники вже розглядають як зміни харчування, так і потенційні лікарські препарати, здатні посилювати роботу цього шляху. Хоча поки що експерименти проводили лише на мишах, попередні дані свідчать, що у людей із вищим рівнем цих жирних кислот індекс маси тіла зазвичай нижчий. Тож наступним кроком стане перевірка, чи здатна активація ACOX2 у пероксисомах реально допомогти людям у контролі ваги та підтриманні метаболічного здоров’я.

• Раніше наявність бурого жиру в людей уже пов'язали з кращим обміном речовин та нижчим ризиком розвитку серцево-судинних хвороб у людей.