Яке відношення все це має до ожиріння? В принципі, термогенез в ТАМ розглядався як основний механізм, за допомогою якого, пройшовши першу фазу тремтіння, ссавці підтримують температуру тіла, перебуваючи в холодному середовищі.
- Алекс Гавалда Наварро
- Кафедра біохімії та молекулярної біомедицини Біологічного факультету, Інститут біомедицини Університету Барселони та Центр біомедичних досліджень "Фізіопатологія ожиріння та харчування"
- Франческо Вільярроя
- Кафедра біохімії та молекулярної біомедицини Біологічного факультету, Інститут біомедицини Університету Барселони та Центр біомедичних досліджень "Фізіопатологія ожиріння та харчування"
- Марта Жиральт
- Кафедра біохімії та молекулярної біомедицини Біологічного факультету, Інститут біомедицини Університету Барселони та Центр біомедичних досліджень "Фізіопатологія ожиріння та харчування"
ТКАНИ КОРИЧНОЇ АДІПОЗИ, ЕНЕРГІЙНІ ВИТРАТИ ТА ОЖІРЕННЯ
Розуміння механізмів, що спричиняють ожиріння, а також визначення цілей втручання для його лікування або профілактики вимагає знання основних біохімічних та фізіологічних процесів, що визначають енергетичний баланс в організмі, і, серед них, важливим є процес енергетичних витрат. Протягом багатьох років ми знаємо, що разом з основним метаболізмом та витратами, пов'язаними з фізичними вправами, адаптивний термогенез є ключовим фактором мінливості енергетичних витрат у людей та важливим компонентом схильності до ожиріння. Протягом десятиліть дослідження фізіології цього процесу зосереджувались на вивченні коричневого жиру або коричневої жирової тканини (MAR) - місця, де відбувається цей адаптивний термогенез, особливо у експериментальних тварин. Останніми роками це дослідження активізувалось через докази важливої ролі ТАМ щодо ожиріння у людей.
З кінця 70-х років минулого століття ми знаємо, що коричневий адипоцит має унікальну біохімічну техніку, яка робить цей тип клітин теплогенеруючою машиною.
Механізм вироблення тепла ТАМ заснований на наявності білка UCP1, що роз’єднує мітохондрії, у внутрішній мітохондріальній мембрані коричневих адипоцитів. UCP1 з попередньою проникністю для протонів до згаданої мембрани, що спричиняє роз'єднання дихального ланцюга щодо окисного фосфорилювання. Це означає, що енергія, яку функціонує дихальний ланцюг, для встановлення градієнта протонів по обидва боки внутрішньої мітохондріальної мембрани, вкладається у виробництво тепла, а не в синтез АТФ, який відбувається в звичайних клітинах мітохондрій. З іншого боку, втрата дихального контролю АДФ породжує високі швидкості окислення, які підтримують виробництво тепла. Ця висока дихальна активність підтримується завдяки активному засвоєнню метаболічних субстратів, головним чином жирних кислот при гідролізі ендогенних та циркулюючих тригліцеридів та глюкози з кровообігу (Рисунок 1).
ЛЮДСЬКА КОРИЧНА СВІДКА ТКАНИНА, НОВЕ БАЧЕННЯ У 21 СТОЛІТТІ
Подальші дослідження на популяціях з різними етнічними, віковими чи статевими компонентами одноголосно підтвердили спостереження, що у пацієнтів із ожирінням спостерігається зниження активності НДТ. Очевидні обмеження досліджень на людях ще не дозволяють встановити, чи, як у гризунів, низька активність ТАМ є причиною ожиріння, і не можна виключати протилежну ситуацію, тобто ожиріння спричиняє спад. У пацієнтів із ожирінням, які перенесли баріатричну хірургію, було помічено, що втрата ваги пов’язана зі збільшенням активності ТАМ, проте досі немає досліджень, які дозволяють встановити, що відбувається спочатку після операції, якщо втрата ваги або діяльність ТАМ. У будь-якому випадку, зменшення зазначеної активності у пацієнтів із ожирінням узгоджується зі зменшенням їх адаптивного термогенезу та витрат енергії.
НОВІ КОЛІРИ АДАПТИВНОЇ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ВИТРАТИ: ТКАНИНА БЕЖОВОЇ АДІПОЗИ
АКТИВУВАТИ КОРИЧНУ АДИПОЗИЧНУ ТКАНИНУ ДЛЯ БОРОТЬБИ З ОВІРНІСТЮ, ФАРМАКОЛОГІЧНИЙ ТА ПИТАНЬ
Беручи до уваги все вищесказане, очевидно, що в контексті досліджень ожиріння активація ТАМ - це стратегія, яку слід дослідити з метою активізації витрат енергії та сприяння (очевидно, разом з іншими заходами), щоб не дати людині запобігає або зменшується позитивний енергетичний баланс та ожиріння.
Як уже згадувалося, низька температура навколишнього середовища є найпотужнішим стимулом для активації ТАМ, а також побуріння білої жирової тканини. Є дослідження, які передбачають, що подовження часу, проведеного за високих температур навколишнього середовища в останні десятиліття через розширення опалення та підвищення пільгової температури комфорту, може сприяти збільшенню ожиріння в західних суспільствах. Нещодавнє дослідження, проведене мережею Di @ betes, описало позитивний зв’язок між температурою навколишнього середовища та поширеністю ожиріння в Іспанії. У Сполучених Штатах деяке обладнання вже продається для місцевого охолодження верхніх ділянок грудної клітки з потенційною індукцією активності ТАМ; однак надійних доказів його корисності немає. Можливо, найбільше значення в майбутньому при розгляді температури щодо ожиріння та активації ТАМ буде спричинено адекватною оцінкою того, наскільки температура навколишнього середовища на робочому місці чи вдома повинна враховуватися як найбільш екологічний фактор чи менш обезогенна.
Холод навколишнього середовища активує ТАМ через симпатичну нервову систему, яка через нервові закінчення, що іннервує ТАМ, вивільняє норадреналін, який діє на бета-адренергічні рецептори на поверхні коричневого адипоцита і генерує внутрішньоклітинні каскади активації термогенезу. Тому використання симпатоміметиків в принципі було б очевидною стратегією активації ТАМ у людей із ожирінням. На жаль, до цих пір не існує молекул з достатньою специфічністю, і використання симпатоміметиків було відкинуто через їх шкідливі побічні ефекти на серцево-судинну систему. Недавнє дослідження показало, що мірабегрон, бета3-адренергічний активатор, схвалений для лікування синдрому гіперактивного сечового міхура, активує БАД у здорових добровольців, але невідомо, чи може цей ефект спостерігатися у пацієнтів із ожирінням та у безпечних дозах.
Ця ситуація призвела в останні роки до активного розслідування з метою виявлення неадренергічних механізмів активації ТАМ (та/або побуріння). Виявлено різні гормональні фактори печінкового, кишкового та навіть серцевого походження, виділяючи серед них гормональний фактор FGF21, який є молекулою, що активно досліджується, як протидіабетичний та проти ожиріння засіб, для якого вже існують пілотні дослідження з ожирінням. пацієнтів. У цій галузі особливо цікавими є дослідження можливих молекул, присутніх у раціоні, які можуть мати вплив на ТАМ. Різні дослідження вказують на те, що молекули родини капсаїцинів, присутні в раціоні та взаємодіють з іонними каналами ГТО (“перехідний потенціал рецептора”), можуть активувати ТАМ як безпосередньо, так і опосередковано як на тваринних моделях, так і на людях.
Не слід забувати, що висока швидкість окислення субстратів для виробництва тепла робить ТАМ місцем активного відведення ліпідів і глюкози з циркуляції. Експериментальні дослідження показують, що цілком може бути, що активація ТАМ, крім того, що чинить більший чи менший вплив на вагу особини, сприяла зменшенню гіперглікемії та гіперліпідемії, поширених у людей із ожирінням.
СЕКРЕТАРНА РОЛЬ ТАМ: НОВІ КАНДИДАТИ В ЛІКУВАННІ ОЖИРЕННЯ ТА АСОЦІЙОВАНІ ПАТОЛОГІЇ
Останнім часом з’являється нова фізіологічна роль ТАМ на основі її секреторних властивостей. Кілька досліджень показали, що трансплантація невеликої кількості ТАМ у мишей із ожирінням сильно покращує ожиріння та пов'язані з ним захворювання, такі як діабет. Це не можна пояснити внутрішньою термогенною активністю трансплантованого ТАМ, і передбачається, що ТАМ вивільняє ендокринні фактори із системним впливом на метаболізм. Ми були б свідками сценарію, подібного до того, що сталося кілька десятиліть тому з білою жировою тканиною, котра після відкриття лептину виконувала ендокринну роль та виробничу здатність так званих адипокінів. Кілька "коричневих адипокінів" або "батокінів" почали виявляти і є очевидними кандидатами для лікування пацієнтів із ожирінням, щоб імітувати зв'язок між активним ТАМ та здоровим метаболічним профілем.
Підводячи підсумок, в даний час ми спостерігаємо інтенсивні дослідження, спрямовані на використання унікальних фізіологічних властивостей ТАМ для полегшення ожиріння. Проводиться безліч фармакологічних та харчових стратегій, щоб спробувати активувати ТАМ у пацієнтів із ожирінням і тим самим сприяти його власним властивостям, що сприяють витраті енергії, здатності відводити глюкозу та ліпіди, таким чином запобігаючи гіперглікемії та гіперліпідемії, які часто асоціюються з ожирінням, та користуючись перевагами її можливостей. сигналізація всьому тілу.
ЧИТАТИ БІЛЬШЕ
Cannon B, Nedergaard J. "Коричнева жирова тканина: функція та фізіологічне значення". Physiol Rev. 84 (2004) 277-359
Villarroya F, Cereijo R, Villarroya J, Giralt M. "Коричнева жирова тканина як секреторний орган" Nat Rev Endocrinol. (2016) 12 вересня. Doi: 10.1038/nrendo.2016.136