Дослідники CNIC виявили механізм, який пояснює, як макрофаги регулюють ожиріння. Результати, опубліковані в Nature Metabolism, можуть бути використані для розробки нових методів лікування цієї хвороби та деяких супутніх патологій, таких як жирова печінка або діабет 2 типу.

ожиріння

В Іспанії, за підрахунками, у 2030 році буде 27 мільйонів дорослих із ожирінням./Піксабай

Макрофаги - це клітини імунної системи, які, крім того, що мають важливе значення для ранньої реакції на інфекції, відіграють фундаментальну роль у правильному функціонуванні наших тканин та регуляції ожиріння. Зараз вчені з Національного центру серцево-судинних досліджень (CNIC) показують, як відбувається це регулювання, у роботі, опублікованій сьогодні в Nature Metabolism, яка може бути використана для розробки нових методів лікування захворювання та деяких супутніх патологій, таких як жирова печінка або тип 2 діабет.

Дослідження, в рамках якого співпрацювали Каліфорнійський університет-Лос-Анджелес (США), Університет Східної Фінляндії та Університетська лікарня Куопіо (Фінляндія), а також університети Саламанки та Мадридського Комплутенсе, пояснює, як активація мітохондріальних метаболізм макрофагів, який виникає у відповідь на окислювальний стрес, викликаний надлишком поживних речовин, сприяє запаленню жирової тканини та ожирінню.

Активація метаболізму макрофагів, що виробляється у відповідь на надлишок поживних речовин, сприяє запаленню жирової тканини та ожирінню

«В останні десятиліття різні дослідження показали, що в нормальних умовах макрофаги в жировій тканині забезпечують протизапальну та відновлювальну середу, допомагаючи дезактивувати будь-який процес, який змінює нормальну функцію цієї тканини; ці макрофаги відомі як протизапальні або типу М2 ”, - пояснює Хосе Антоніо Енрікес із CNIC. Однак у певних ситуаціях "макрофаги М2 інтерпретують сигнали стресу, які зазвичай з'являються у відповідь на інфекцію, і сприяють запаленню як захисному механізму", - додає він.

Ці запальні процеси, породжені макрофагами, стверджує Енрікес, відповідальні за появу змін, що зачіпають жирову тканину, і "є джерелом ожиріння та метаболічного синдрому, пов'язаного з серцево-судинними розладами, жировою печінкою або діабетом 2 типу". Таким чином, у відповідь на надлишок поживних речовин, що утворюються при дієті з високим вмістом жиру, "макрофаги змінюють свою функцію і сприяють запальним процесам, утворюючи прозапальні макрофаги" типу М1 "," продовжує він.

Зміни мітохондріального метаболізму

Дослідження проаналізували, як метаболічні зміни в макрофагах регулюють цей запальний процес, що лежить в основі ожиріння та метаболічного синдрому.

Магнітно-резонансна томографія мишей, що показує (більш світлого кольору) збільшення жиру в організмі при вживанні дієти з високим вмістом жиру. Ці зміни інтерпретуються макрофагами як сигнал небезпеки, диференціюючи себе від макрофагів М1, які характеризуються накопиченням крапель жиру (зеленим кольором). M1 збільшують запалення та пошкодження, пов’язані з ожирінням. Коли ген Fgr інактивований, макрофаги стають менш чутливими до стресових сигналів, зберігаючи захисну протизапальну роль (М2), зменшуючи накопичення жиру в організмі./CNIC

Нові висновки, вказує Ребека Акін-Перес, яка в даний час працює в американській установі, "розкривають, як виявлення макрофагами сигналів окислювальної небезпеки, відомих як реактивні форми кисню, викликає зміни в мітохондріальному метаболізмі зазначених імунних клітин, які вони необхідні їх диференціація до прозапального типу M1 ".

"Цей окислювальний стрес присутній у пацієнтів із патологічним ожирінням і, схоже, пов'язаний з дієтою, багатою жирами, поширеною в неадекватній західній дієті", пояснює Асін-Перес. Дослідження показують, що, якщо згаданий окислювальний стрес зменшується, "деякі шкідливі параметри, пов'язані з ожирінням, пом'якшуються", говорить Девід Санчо з CNIC.

У попередніх дослідженнях вчені виявили, що білок Fgr є ключовим для регулювання активності одного з комплексів мітохондріального електронно-транспортного ланцюга, комплексу II, у відповідь на цей окислювальний стрес і сприяє генерації сигналів (цитокіни та метаболіти) які сприяють імунній відповіді.

У цій роботі Сальвадор Іборра зазначає: «ми показали, що той самий молекулярний механізм регулює процес перетворення протизапального макрофага (М2), який регулює функцію тканини, в макрофаг прозапального типу (М1), в якому краплі накопичують ліпіди (рис. 1). Баланс між обома типами макрофагів M2/M1 має вирішальне значення для нормального функціонування організму ".

Роль запалення

Хоча запалення є нормальною реакцією організму і корисно протистояти агресії, коли воно є гострим і тимчасовим, воно дуже шкідливо, коли воно стає стійким або хронічним, навіть якщо воно має низький ступінь. Дослідники пояснюють, що це відбувається при ожирінні та метаболічному синдромі та призводить до вищої серцево-судинної смертності або початку діабету.

Дані свідчать про можливість використання специфічних інгібіторів білка Fgr як лікування пацієнтів із ожирінням або тих, хто має метаболічний синдром.

Інформація, представлена ​​в цій новій роботі, показує, що за відсутності білка Fgr печінка підвищує свою здатність виводити жир, утворюючи кетонові тіла (хімічні сполуки, що виробляються в результаті кетогенезу - процесу, при якому жири в організмі використовуються як джерело енергії ), які виводяться із сечею, а також покращують зміни, які спричиняє ожиріння в метаболізмі глюкози (діабет 2 типу).

Результати, отримані на мишах, були підтверджені в когортах людей, де автори виявили сильну кореляцію між експресією Fgr та негативними ефектами, спричиненими ожирінням.

Дослідники приходять до висновку, що їх дані вказують на можливість використання специфічних інгібіторів білка Fgr як лікування пацієнтів із ожирінням або пацієнтів з метаболічним синдромом з метою зменшення асоційованого запалення і, таким чином, поліпшення параметрів, пов'язаних з цими патологіями, таких як жирова печінка або діабет 2 типу, тим самим сприяючи збільшенню їх очікувань та якості життя.

Ожиріння є однією з основних проблем зі здоров'ям, оскільки воно пов'язане з розвитком серцевих захворювань, інсультів, раку, стеатозу печінки, метаболічних синдромів, високого кров'яного тиску та деяких аутоімунних захворювань.

Поєднання надмірного споживання поживних речовин, відсутності фізичної активності та генетичних факторів ризику призводить до дисбалансу між потребою в енергії та спожитою, що ініціює ожиріння. Лише в Іспанії, за підрахунками, до 2030 року буде 27 мільйонів дорослих, 80% чоловіків та 55% жінок із проблемами ожиріння або надмірної ваги.

Довідково:

Ацин-Перес, Р., Іборра, С., Мартін-Матеос, Ю., Кук, Е. С. Л., Конде-Гарроса, Р., Петчерскі, А.,. . . Енрікес, Дж. А. (2020). Fgr-кіназа необхідна для активації прозапальної макрофаги під час ожиріння, спричиненого дієтою. Природний обмін речовин. doi: 10.1038/s42255-020-00273-8

Дослідники з Інтернет-центру біомедичних досліджень щодо неміцності та здорового старіння (CIBERFES) та Центру біомедичних досліджень Мережі серцево-судинних захворювань (CIBERCV) співпрацювали у дослідженні та отримували фінансування від Міжнародної організації з наукових програм з питань границь людини ( HFSP RGP0016/2018).