Потенциална промяна в лечението на затлъстяването

Изследователите са открили нов тип бежови мастни клетки, които подпомагат енергийния метаболизъм и могат да помогнат за предотвратяване на затлъстяването и метаболитни заболявания чрез генериране на топлина чрез уникален вътрешен процес. Това откритие предлага потенциални нови лечения за управление на теглото и подобряване на метаболитното здраве.

Има три вида мастни клетки: бели, кафяви и бежови. Белите мастни клетки съхраняват енергия под формата на мазнини, които са от съществено значение за тялото, въпреки че излишъкът от тях може да доведе до здравословни проблеми. Кафявите мастни клетки са особено активни при кърмачета. Той произвежда топлина и така поддържа телесната температура на бебето.

Количеството кафява мастна тъкан обаче намалява с възрастта на хората; Възрастните имат малко количество от него. Последни са бежовите мастни клетки. Тези клетки също могат да произвеждат топлина, макар и малко по-малко ефективно от кафявите мастни клетки. Бежовите мастни клетки се срещат и при възрастни: те са разпръснати в бялата мастна тъкан, особено в областта на врата и раменете, и помагат при изразходването на излишната енергия.

Сега международен изследователски екип откри и описа нов тип бежови мастни клетки, които са различни от вече познатите. „Мастните клетки от този нов бежов тип играят важна роля в енергийния метаболизъм в човешкото тяло и имат положително въздействие върху метаболитните заболявания и затлъстяването“, казва Ананд Шарма, постдокторантски изследовател в групата на професор Кристиан Волфрум от Швейцарския федерален институт по технологии в Цюрих и съавтор на изследването „Ето защо е толкова важно да разберем как работи в детайли.“

Проучването е ръководено от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих, Университета в Базел, Университетския медицински център в Лайпциг и Института за ракови заболявания Dana-Farber в Бостън. Голям брой болници и други изследователски институции по света участваха в проекта.

Независимо от известния протеин

Бежовите мастни клетки, с които изследователите вече са запознати, генерират топлина по същия начин като кафявите мастни клетки: чрез протеин, наречен UCP1. Този протеин се намира от вътрешната страна на две мембрани, които обграждат митохондриите, структурните единици, често наричани електроцентрала на клетката. Като част от нормалната си функция митохондриите изпомпват протони в пространството между двете мембрани.

Протоните са електрически заредени елементарни частици, които като цяло играят важна роля в процесите на преобразуване на енергия в клетките. Светлокафявите мастни клетки и класическите бежови мастни клетки, описани по-рано, съдържат UCP1 протеина. Този протеин образува много тесен канал във вътрешната мембрана, през който протоните се връщат обратно в митохондриите, като по този начин генерират топлина от триенето.

През последните години учените откриха, че има и бежови мастни клетки, които не съдържат протеина UCP1 и че те също консумират енергия и по този начин произвеждат топлина. Изследователският екип от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих и участващите институции вече са в състояние да характеризират точно новия тип бежова мастна клетка и да покажат как прави това: чрез „механизъм на Сизиф“.

Бежовите адипоцити са мастни клетки, които превръщат мазнините в нови мазнини. Ето как работи: Всички биохимични процеси, протичащи в клетките, винаги генерират известно количество топлина. Новият клас бежови мастни клетки използва това предимство и позволява на отделните процеси да вървят напред-назад, привидно безцелно. Този процес основно включва две операции за преобразуване. При първия клетките разграждат мазнините на техните компоненти (мастни киселини) с най-бърза скорост и след това ги сглобяват в нови мазнини със същата скорост. Във втория клетките използват ензим, за да превърнат молекулите на креатина в креатин фосфат, свързана молекула, и след това незабавно да го преобразуват обратно в креатин. Учените наричат ​​тези обороти напред-назад „абсурдни цикли“. Те не добавят нищо към общия биохимичен бюджет, но консумират енергия и генерират топлина.

Предотвратяване на диабет и затлъстяване

Изследователският екип първо описва новия тип бежови мастни клетки при мишки. След това те изследваха човешка мастна тъкан и успяха да докажат, че тези мастни клетки присъстват и там. Докато по-малко от половината население има познатия преди това тип класически бежови мастни клетки, почти всички хора имат новия тип бежови мастни клетки, макар и в различни количества.

Както изследователите са успели да покажат, хората с по-голям брой бежови мастни клетки – или познатия преди това тип, или този нов тип – са по-слаби и са склонни да имат по-добро метаболитно здраве. Това ги прави по-малко податливи на затлъстяване и метаболитни нарушения като диабет. „Тъй като бежовите мастни клетки преобразуват енергията в топлина, те помагат за разграждането на излишните мазнини“, обяснява Тонг-Тонг Уанг, докторант на ETH в групата на професор Волфрум и водещ автор на изследването.

Изследователите също така обясняват как новите открития могат да бъдат използвани медицински в бъдеще. Например, може да е възможно да се трансплантират бежови мастни клетки на хора, които имат малко от тях и страдат от метаболитни заболявания или проблеми с теглото. Също така е възможно да се разработят лекарства, които активират бежовите мастни клетки, които често са неактивни. Такива лекарства могат да се използват за лечение на хора с високи нива на кръвната захар или хора с наднормено тегло, които са намалили теглото си чрез операция или по друг начин. „Активирането на техните бежови мастни клетки може да им помогне да поддържат по-ниско телесно тегло в дългосрочен план“, казва Шарма.

Справка: „Моноклоналната генна транскрипция дефинира отделни класове UCP1 и нециклични адипоцити“ от Tongtong Wang, Anand Kumar Sharma, Chunyan Wu, Claudia Irene Mauchart, Adideep Ghosh, Wu Yang, Patrick Stefanica, Zuzana Kovannikova, Joseph Okrupek и Jing Zhang , Мирта Арнолд, Мануел Клуге, Катрин де Бок, Улрих Шнайдер, Кристина Попеску, Бо Женг, Лянгонг Динг, Фен Лонг, Ревати Сомук Девал, Каролин Мозер и Кристиан Волфрум, 30 юли 2024 г., Клетъчен метаболизъм.
DOI: 10.1016/j.cmet.2024.07.005