Fedt hvid, brun, beige

Fedt hvid, brun, beige

Kirill Stasevich
"Science and Life" №11, 2014

Læger har al mulig grund til at tro, at overvægt ikke fører til god. Som regel er en hel række lidelser forbundet med overvægt: fra kardiovaskulær til metabolisme. Og antallet af mennesker med en eller anden form for fedme vokser konstant.

Hvordan kan jeg holde vægt i det normale interval? Svaret, det ser ud til, er ingen steder lettere – spis mindre, flytte mere. Ingen tvivler på effektiviteten af ​​disse midler, men de hjælper ikke alle. I nogle mennesker er metaboliske egenskaber sådan, at fedt akkumuleres på enhver kost. Nogle gange kan vi bare ikke modstå følelsen af ​​sult: hjernen kræver kalorier uden at se på overskydende vægt. Det er heller ikke altid muligt at opfylde kravene til fysisk aktivitet, især for byboere.

Derfor er fedme blevet et af de mest studerede emner inden for moderne medicin, og mange forskeres indsats er rettet mod at finde et middel, som vil bidrage til at forhindre fyldets ophobning. Du kan for eksempel forsøge at ændre spiseadfærd gennem hjernen og det neuroendokrine system. En anden måde at forhindre ophopning af fedt på er den effekt på tarmmikrofloraen, da det afhænger af det, at maden vil blive absorberet i blodet, og hvad vil det ikke.Endelig kan et overskud af lipider simpelthen brændes, det vil sige at opdele dem i en eller anden form for metaboliske processer.

I mellemtiden fedt og fedt strid. Hvad der er deponeret på balderne og i taljen er hvid fedtvæv, der hovedsagelig består af hvide adipocytter (fedtceller). Deres funktion er at opbevare en række lipider, og de ligner en enorm fedt dråbe. Cytoplasma, kerner og andre komponenter i cellen er i dem, men de nestler et sted mellem lipidmassen og membranen. Brune fedtceller ser anderledes ud: Der er flere fede dråber i dem, og der er mange mitokondrier i cytoplasmaet, som, takket være jernholdige proteiner, giver cellerne en mørkere brun farve.

Fra et biokemisk synspunkt er brune fedtceller tilsyneladende meningsløse ved første øjekast. I deres mitokondrier er forbindelsen mellem oxidationen af ​​organiske molekyler (dvs. lipider) og syntesen af ​​ATP-energimolekyler brudt. Som det er kendt, skabes protongradient i deres indre membraner under oxidationen af ​​molekyler i mitokondrier. Der er flere protoner på den ene side af membranen end på den anden. Denne gradient er nødvendig for enzymet ATP-synteseenzym til at virke i membranen: energien, der opbevares i ATP's kemiske bindinger, frigives let og anvendes i langt de fleste molekylære processer i cellen.Men i brunt fedt er energi fra oxiderede produkter i ATP næsten ikke opbevaret. Men forgæves bruger hun ikke og går ind i varmen.

Alle cellerne i varierende grad tillader en del af den modtagne energi at lække i varmen, men cellerne i brunt fedt er specialiseret netop i denne funktion – for at skabe varme fra lagrede lipider. Det er let at gætte at brune adipocytter er et vigtigt element i termoreguleringssystemet i varmblodede dyr. Faktisk har zoologer længe bemærket, at brunt fedt er specielt udviklet hos dyr, der dvale. Vedligeholdelse af kropstemperaturen ved hjælp af andre mekanismer, såsom rystning, "sovende" dyr kan ikke, og brunt fedt kommer meget praktisk.

Brunt fedt beskytter mod hypotermi og babyer – de har op til 5% af kropsvægten. Hos voksne blev det for nylig antaget, at brune adipocytter ophører med at udføre deres funktion, miste deres mitokondrier og omdanne til normale hvide fedtceller.

For få år siden blev der også fundet brun fedt hos voksne. Det viste sig, at en del af det forbliver i nakke, skuldre og øvre bryst. Desuden viste det sig, at mængden af ​​brunt fedt hos voksne stiger i kulden, hvilket er forståeligt, fordi brunt fedt er nødvendigt til opvarmning.

Og da "branden" af brunt fedt virker på lipider, opstod ideen selv: kunne den ikke bruges til at tabe sig? Men så har du brug for en "switch", som ville aktivere det brune fedtvæv, når det er nødvendigt. For at realisere denne idé er det først og fremmest nødvendigt at forstå de molekylære og cellulære mekanismer, der sikrer udseendet af brunt fedt i kroppen, og for det andet at sikre, at det virkelig hjælper mod fedme og relaterede metaboliske problemer.

Når en person føler sig kold, giver hjernen et signal til hvide adipocytter for at nedbryde triglyceridfedt, og de resulterende fedtsyrer med blod kommer til brunt fedt, hvor de "brænder ud". Muskelbelastninger bidrager til omdannelsen af ​​hvide fedtceller til brun

Selvom cellerne i brunt fedt ikke kun blev fundet i særligt "depot", men også i tykkelsen af ​​hvidt fedt, blev det antaget, at de stadig har deres egne specielle forgængere, som derefter udvikler sig til brune adipocytter. Forskere ved Zürichs schweiziske højskole fandt dog, at hvidt og brunt fedt kan transformere direkte til hinanden.Eksperimenter blev udført på mus, hvor individuelle celler af hvidt fedt blev overvåget: med et temperaturfald faldt disse celler "brune" og med en stigning, "hvidt". Det viser sig, at brunt fedt kan dannes direkte fra hvidt fedt.

Brunt fedtvæv er tæt tæppet med blodkar; de bringer ikke kun hendes brændstof, men også varme med dem. Det var endda muligt at finde de nerveceller, der giver signalet til nedbrydning af fedtstoffer – de viste sig for at være nogle neuroner af hypothalamus. De kontrollerede den metaboliske aktivitet af brune fedtceller. Det vil sige, at appetitten og fødevareforbruget forblev det samme, men i den fede fedt "ovn" blev flere kalorier brændt.

Hjernen kan kontrollere brunt fedt ikke alene ved hjælp af neuronale signaler selv, men også ved hjælp af neuropeptidhormoner kaldet orexiner. Disse neuropeptider syntetiseres igen i hypothalamus, er involveret i reguleringen af ​​søvnvågningscyklusser og påvirker energimetabolisme og appetit. Det viste sig, at orexiner direkte virker på cellerne af hvidt fedt, hvilket bidrager til deres omdannelse til brune adipocytter. (Det er muligt, at sagen ikke er begrænset til direkte indflydelse alene,da orexiner er inkluderet i et komplekst system af flere neuropeptider, der styrer metabolisme og kan virke på brunt fedt gennem deres "indflydelsesmidler".) Hvis musene blev slukket i mus, blev dyrene vundet selv ved moderat ernæring.

Det er imidlertid ikke nødvendigt at tro, at brunt fedt er under behandling af kun et par neuropeptider og en gruppe af nerveceller. Den mest aktive del i omdannelsen af ​​et fedtvæv til en anden tager immunsystemet. For flere år siden fandt forskere ved University of California, San Francisco (USA), at makrofager i hvidt fedt forårsager, at fedtceller bliver brune, når temperaturen falder. Normalt betegnes makrofager som "renere" celler, som eliminerer virkningerne af "immune wars", og deres aktive rolle i metabolisme er først for nylig blevet klar. Under påvirkning af specielle signalproteiner inducerer makrofager fedtvæv til at forbrænde deres reserver. Og for nylig var det muligt at forbinde immunsignalerne, der styrer makrofager med musklernes arbejde. Med motion og igen med et fald i omgivelsestemperaturen, et særligt hormon (kaldetmeteorlignende hormon), som via immune signaleringsproteiner interleukiner virker på makrofager beliggende i fedtvæv, og så udfolder alt sig ifølge ovenstående scenario.

Dekryptering af mekanismerne til kontrol af brunt fedt er normalt forbundet med søgen efter molekylære "magiske knapper" – regulatoriske proteiner, som du kan aktivere udseendet af nye brune celler eller forbedre deres aktivitet. Så for nylig offentliggjorde forskere fra University of Virginia (USA) en artikel, hvor de foreslog rollen som en switch af brunt fedt Tyk2-kinaseenzym. Indtil nu er dette enzym blevet undersøgt som et af de lovende anti-cancer-proteiner. (Her kan man huske, at fedme ofte udvikler sig med kræft.) Der er mange sådanne eksempler, rapporter om brune fedtaktivatorproteiner vises regelmæssigt. Naturligvis kontrolleres deres indflydelse på overskydende vægt i hvert tilsvarende arbejde. Hidtil hjælper alt, der aktiverer brunt fedt, sig til at slippe af med overskydende vægt. Men hjælper brunt fedt med at slippe af med metabolske problemer, der ledsager fedme?

Forskere fra Dana-Farber Cancer Institute (USA) svarede bekræftende på dette spørgsmål. De fandt et protein, der forbinder kalorieforbrændende kalorier med inflammatoriske processer, der begynder i overgroet fedtvæv. Det er betændelse, der antages at fremkalde insulinresistens af væv og organer, som er en direkte vej til type 2 diabetes. Det viste sig, at TRPV4-protein, indeholdt i hvide adipocytter, interfererer med fedtforbrænding og bidrager til inflammatoriske processer i fedtvæv. Hvis syntesen af ​​TRPV4 blev undertrykt, var der ingen fedme eller betændelse i forsøgsdyrene, selvom de spiste højt kalorieindholdsfedt. Faktisk var der også i andre værker en forbindelse mellem aktiveringen af ​​brunt fedt og forsvinden af ​​tegn på diabetes, men det var nødvendigt at finde et specifikt molekylært link. Det viste sig at være TRPV4. Det er rigtigt at huske på, at undersøgelser af denne art ikke er begrænset til kun ét link, og som regel molekylærbiologer får en hel signalkæde bag det fangede link, hvor hvert medlem kan blive et mål for stoffer.

For det meste foretages lignende forsøg på musså det ville være rimeligt at stille spørgsmålet, i hvilket omfang de opnåede resultater kan ekstrapoleres til en person. Men bogstaveligt i juli i år i bladet sukkersyge En artikel blev offentliggjort, hvor medarbejdere fra den medicinske afdeling ved University of Texas i Galveston (USA) skriver om den utvetydige sammenhæng mellem mængden af ​​brunt fedt hos mennesker, niveauet af glukose i blodet og cellens respons på insulin. Jo mere aktivt var det brune fedt, desto mere var det, desto mere kalorier blev brændt, og jo mere aktivt glukose blev absorberet fra blodet ind i vævets celler. Så brunt fedt kan virkelig blive et godt medicinsk redskab i kampen mod fedme og diabetes, og forskere er ikke forgæves på udkig efter et middel, hvormed man hurtigt og effektivt kan aktivere brunt fedtvæv.

De fleste af disse søgninger retter sig mod målmolekyler, der er involveret i håndtering af brunt fedt. Forskellige fremgangsmåder her er forskellige i effektivitet og sandsynlighed for bivirkninger. Medarbejdere fra bioteknologiselskabet Genetech hævder for eksempel, at de kan aktivere brune adipocytter og normalisere metabolismen med kun en injektion af antistoffer, der aktiverer cellulære receptorer for hormonet FGF21 (fibroblastvækstfaktor21). I diabetiske mus, der fik en injektion, var glukoseniveauet normalt i en hel måned, og musene selv tabte 10%. Imidlertid har disse antistoffer hidtil kun været testet hos dyr. På den anden side mener forskere fra Cambridge (UK), at der bør gives fortrinsret til "deres" protein kaldet BMP8B, som ikke kun aktiverer brunt fedt, men gør det meget specifikt – det vil sige ved at virke med en slags stof på BMP8B, er vi næsten risiko for at ramme en anden molekylcelleproces. Det er også værd at nævne det nyligt opdagede hormon irisin – det sparer fra fedme og diabetes, der gør hvidt fedt til brunt og samtidig bidrager til væksten af ​​muskelvæv. Det vil sige, at virkningen af ​​dette hormon svarer til at gå i gymnastiksalen: minus fedt plus muskel.

Blandt de forskellige tips om, hvordan man aktiverer brunt fedt, er det oprindelige forslag at bruge Viagra. Det faktum, at dette legendariske stof også hjælper med fedme, blev rapporteret af forskere fra universitetet i Bonn (Tyskland), der offentliggjorde en artikel sidste år i American Journal of Experimental Biology. Viagra, eller sildenafil, øgede mængden af ​​brunt fedt i mus, og supplerede endvidere inflammatoriske processer i hvid fedtvæv.

Nå, kan en person selv bidrage til en stigning i kroppens andel af brunt fedt uden at vente på fremkomsten af ​​narkotika? Der er sådan en måde, og det er sport og fysisk uddannelse. Ovenfor har vi allerede nævnt et meteorlignende hormon frigivet fra musklerne under fysisk anstrengelse. Muskelbelastninger øger også syntesen i musklerne i transkriptionsfaktoren PGC-1α, som i de hvide fedtceller indbefatter de gener, der gør dem til brune adipocytter. (Proteinfaktoren PGC-1a virker i signalkæden forbundet med TRPV4-proteinet, hvormed det var muligt at "binde" brunt fedt til diabetes.)

Hvis du ikke vil bruge tid på motion, vil venner hjælpe dig med at tabe sig. I 2011 fandt forskere fra University of Ohio (USA), at øget social aktivitet hjælper fede mus med at tabe sig, og tynde beskytter mod fedme, selvom de bliver fodret med fedtholdige fødevarer. Kommunikation med andre mus øgede mængden af ​​brunt fedt i dyrenes krop, og forbindelsesforbindelsen var et forholdsvis kendt protein kaldet neurotrofisk hjernefaktor (BDNF), hvis niveau steg i nerveceller under intensivt socialt liv.

Endelig er en anden måde at aktivere brunt fedt, hvilket tyder på, koldt. Faktisk, hvis aktiviteten af ​​brune fedtceller stiger fra kulde, hvorfor skal de, der lider af overvægt, ikke fryses til terapeutiske formål? Medarbejdere fra Maastricht Universitet (Nederlandene) forsøgte at evaluere effektiviteten af ​​denne metode. I 10 dage tvang de frivillige til at sidde i et rum med en lufttemperatur på 15 ° C i seks timer hver dag. Den brune fedt af deltagerne i eksperimentet aktiverede virkelig, de stoppede frysning, og deres energikostnader steg med 30%. Det er imidlertid stadig ikke klart, om en sådan aktivering er tilstrækkelig til virkelig meningsfuldt vægttab.

Men hvis et brunt fedt ikke er nok, vil hvid hjælpe – som det viste sig, kan det også nedbryde fedt med varmeudslip hvis det bliver koldere. Forskere fra Harvard (USA) fandt ud af, at hvide adipocytter selv, uden indgreb i nervesystemet og uafhængigt af brunt fedt, kan føle sig kolde og deltage i termoregulering.

Af hensyn til retfærdighed må det siges, at nogle data er forbundet med brunt fedt, hvilket kan afkøle entusiasmen om det.F.eks. Øgede han i nogle forsøg i nogle forsøg risikoen for atherosklerose, hvilket fremkalder en stigning i andelen af ​​"dårlige" fedtstoffer – lavdensitetslipoproteiner – i blodet. Disse resultater skal imidlertid bekræftes i kliniske undersøgelser.

Det er muligt, at sorten af ​​lipidvæv ikke er begrænset til hvidt og brunt fedt. For to år siden opdagede medarbejdere fra Dana-Farber Cancer Institute (USA), at der også er beigefedt i menneskekroppen. Dens celler ligner brune fedtceller og brænder også overskydende lipider ud for at producere varme, men adskiller sig i nogle væsentlige biokemiske og genetiske egenskaber. Det er muligt, at de adipocytter, der betragtes som brune hos mennesker, faktisk er beige. Men selvom det voksne brune fedt virkelig ikke er rigtigt, skal forskerne simpelthen skifte til beige, som også kan bruges til at regulere stofskiftet og forebygge fedme.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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