Защита срещу затлъстяване Изгаряйте бекона с кафява мазнина
Мазнините не са само мазнини: Докато едната съхранява излишните хранителни калории в беконните рула, другата има обратен ефект - тя изгаря мазнините и генерира топлина в процеса. Разликите в метаболизма се отразяват и във външния вид. Високото съдържание на мазнини придава на енергосъхраняващия тип тъкан бял цвят, а изобилието от клетъчни електроцентрали, митохондриите, енергийно дефлагриращия тип кафяв оттенък.
Кафявите мазнини играят важна роля в началото на живота. Той служи като нагревателен елемент за новородени, тъй като мускулите на малките деца все още не са в състояние да противодействат на студа чрез треперене. Веднага след като придобият тази способност, генериращата топлина тъкан губи значението си. Противно на това, което се предполагаше дълго време, обаче, той не загива до голяма степен. По-скоро дори възрастните все още имат значителни количества кафява мазнина в някои случаи.
Мазнината, която предпазва от затлъстяване
Нагревателните подложки, които се намират по-специално в горната част на тялото, са открити случайно: радиолозите са попаднали на томографски сигнали в гърдите на пациенти с тумор, които произхождат от метаболитно активна тъкан. Това, което първоначално смятаха за дегенерирала тъкан, в крайна сметка се оказа кафява мазнина. Тъй като тази нарушена диагноза на тумора, пациентите впоследствие бяха изследвани при топли температури на околната среда. След това разрушителните сигнали изчезнаха от екрана, разкривайки самоличността им.
Не всички хора са еднакво надарени с кафява мазнина. Както е показано в няколко проучвания, пълните хора обикновено имат по-малки отлагания на нагряваща тъкан от слабите хора. Съдържащите се в тях мастни клетки, адипоцитите, също очевидно работят при по-ниска скорост при хората с наднормено тегло. Тези и други наблюдения предполагат, че кафявите мазнини предпазват от затлъстяване и, ако са специално стимулирани, могат да противодействат на затлъстяването. Дали тази надежда някога ще се сбъдне, все още е несигурно в момента. Независимо от това, търсенето на процеси, които имат потенциал да умножат клетките, които консумират калории и да подобрят тяхната производителност, в момента е в разгара си.
Регулаторният ген на бекона
Европейски, канадски и американски учени, работещи с Мелина Клаусницър от Харвардския университет в Бостън, наскоро попаднаха на гореща следа. Въз основа на изследователска дейност в Центъра за хранителна медицина Else Kröner Fresenius към Техническия университет в Мюнхен, Клаусницър изследва въпроса защо генният вариант, широко разпространен в Европа, е свързан със значително повишен риск от затлъстяване. Въпросният ген е съкратено от FTO наследствено разположение, което се среща в много разновидности и има регулаторни задачи. Както установиха изследователите, генният вариант, свързан с наднорменото тегло, принуждава младите адипоцити да се развият в бели клетки, съхраняващи мазнини.
Следователно причината за неизправността е дефектен превключвател, който пречи на важен катализатор в митохондриите - разединяващият протеин-1 или накратко UCP1 - да си свърши работата. Това се състои в организиране на превръщането на мазнините в топлина. Това означава: Без UCP1, запазената марка на кафявите мастни клетки, митохондриите не могат да изгорят никакви калории. Фактът, че UCP1 не работи правилно при хора с рисков алел, очевидно се дължи на малка промяна в гена на FTO. Ако учените отделят „грешния“ градивен блок на ДНК с помощта на генните ножици Crispr-Cas9 и го заменят с нискорисковия вариант, младите адипоцити на засегнатите отново узряват в генериращи топлина мастни клетки. При по-нататъшни изследвания сега е необходимо да се покаже дали тези знания, получени от изолирани човешки мастни клетки, могат да се използват терапевтично.
Електроцентрала при половин натоварване
Колко хранителна енергия изгарят кафявите адипоцити, зависи не само от техния брой, но и по-специално от тяхното представяне. Активиран от студ, машината за затопляне в кафява мазнина се стартира при температури около 28 градуса по Целзий. Въпреки това, той наистина се задейства само когато термометърът падне много повече. Дори тогава обаче нагревателните клетки на хората не могат да държат свещ на тези на гризачите. „Кафявата мазнина на хамстерите е изключително ефективна. Той може да генерира до 500 вата топлина на килограм тъкан “, казва Мартин Клингенспор, ръководител на катедрата по молекулярна хранителна медицина в Else Kröner Fresenius Center в Техническия университет в Мюнхен. „Това съответства на мощността на няколко крушки.“ Човешкият нагревателен елемент, от друга страна, произвежда само около 50 вата на килограм или около една десета, според биолога.
Следователно учените се опитват да използват различни методи, за да помогнат на кафявата мастна тъкан да помогне. Очевиден подход е да се имитира невроналното състояние на възбуда, което се появява, когато е студено: Ако температурата спадне, вегетативната нервна система освобождава по-големи количества от невроналното вестоносно вещество норадреналин. Чрез свързване със специфични места за докинг, бета-3 рецепторите, норепинефринът сигнализира на изгарящите мазнини адипоцити да подпалят огъня.
Лекарствата за пикочен мехур правят чудеса
Има опити за активиране на бета-3 рецепторите с помощта на лекарства. Обещаващо при експерименти с животни, тестваните вещества не показват желания ефект при хората. В допълнение, някои от тях причиняват значителни странични ефекти - наред с други неща, защото не са достатъчно специфични и също стимулират свързани рецептори в сърдечно-съдовата система. Нова активна съставка, наречена мирабегрон, която се използва за лечение на раздразнителен пикочен мехур и вече е на пазара, изглежда по-обещаваща. Поне резултатите от пилотен проект на изследователи, ръководен от Аарон Сипес от американския здравен орган NIH, дават повод за надежда. Както съобщават в списание „Клетъчен метаболизъм“, еднократната употреба на лекарството за пикочния мехур при всички тествани лица, общо дванадесет здрави млади мъже, значително е увеличила консумацията на захар в кафявата мастна тъкан. В резултат на това основният енергиен метаболизъм на участниците се е увеличил средно с 200 килокалории на ден. Въпреки това, четирикратно приложеното количество ускорява пулса и повишава кръвното налягане. Според авторите на изследването следователно трябва да се провери дали лекарството стимулира метаболизма дори в по-ниски дози, които са по-малко стресиращи за сърдечно-съдовата система.
Други изследователи имат за цел да увеличат броя на консумиращите калории клетки. Те фокусират вниманието си върху така наречените бежови адипоцити: Такива мастни клетки, които се появяват по-често в студено време, имат по същество същите свойства като кафявите адипоцити, но вероятно са от различен произход. За разлика от кафявия им съименник, те не се намират в тъканната асоциация, а са разпръснати в бялата мастна тъкан. Вече има някои подходи, които водят до увеличаване на адипоцитите и по този начин покафеняване на бялата мастна тъкан, поне при животните. Според констатациите на Клингенспор и неговите колеги, ензимът, който инициира производството на хормона простагландин, има такива благоприятни ефекти. Следователно мишките, които отделят големи количества от ензима, наречен Cox-2 в резултат на генното инженерство, имат необичайно голям брой бежови адипоцити. За разлика от генетично немодифицираните специалисти, те също могат да консумират огромни количества мазнини, без да станат дебели или диабетици.
Хормонът, който изследователи, работещи с Брус Шпигелман от открития и описан институт за рак на Дана Фабър в Харвардския университет в Бостън, има сходни положителни ефекти. Освободен от мускула по време на интензивна физическа активност, протеинът, който наричат „иризин“, потъмнява бялата мастна тъкан на мишките. Също така явно предпазва гризачите от затлъстяване и диабет. Все още не е ясно дали има същите благоприятни ефекти при хората и дали изобщо съществува при хората. Шпигелман и колегите му са предоставили доказателства за такава връзка. Други учени обаче са скептични. Стефен Маак от Лайбниц институт за биология на селскостопански животни в Дамърсторф смята, че фитнес хормонът иризин е по-скоро мит, отколкото сериозен хормон за отслабване. Защото нито той, нито други изследователи биха могли да потвърдят резултатите на изследователите на Шпигелман.
Други учени също са открили, че физическата активност успокоява бялата мазнина при мишките, а освен това подобрява метаболизма на захарта на животните. Според наблюденията на Кристин Станфорд от Центъра за диабет Joslin в Бостън и нейните колеги, благоприятните ефекти идват от бялата мазнина, а не от мускулите. Според това интензивното движение в подкожната мазнина на гризачите активира над 1800 гена, включително тези, които са необходими за размножаването на митохондриите. Когато учените трансплантираха парче подкожна мастна тъкан от обучени мишки в корема на мудни братя и сестри, балансът на захарта и мастната обмяна на заседналите гризачи се подобриха. Бъдещето ще покаже дали това и многото други открития от животни ще помогнат за разработването на методи, които улесняват затлъстяването при отслабване.