молекулярного

Команда з CIBEROBN щойно відкрила новий механізм регулювання метаболізму коричневої жирової тканини (коричневого жиру) через гормональну систему калікреїн-хінін, дотепер пов'язану з фізіологією ниркової та серцево-судинної системи, а також при запальних та больових процесах. Ця система молекулярного самоконтролю ліпідного обміну, невідома дотепер, може допомогти уникнути шкідливих наслідків, що виникають внаслідок надлишку активації бурої жирової тканини.

Режисером нової роботи, опублікованої в журналі Nature Communications, є Франческа Вільярроя, головний дослідник CIBEROBN, професор Біологічного факультету та Інституту біомедицини Барселонського університету (IBUB). У цій роботі також беруть участь експерти CIBEROBN Сантьяго-де-Компостела, Університету Маастрихта (Голландія) та Університету Гумбольдта, Центру серцево-судинних досліджень та Берлінського інституту охорони здоров'я (Німеччина).

Коричневий жир: як ви самостійно контролюєте свою діяльність?

Основна функція коричневої жирової тканини - спалювати калорії та виробляти тепло тіла з жиру (термогенез). Він також діє як ендокринний орган, здатний виділяти фактори, що активізують метаболізм жирів і вуглеводів і допомагають запобігати таким захворюванням, як ожиріння або діабет. Однак надмірна і неконтрольована активність тканин може спричинити шкідливі наслідки, такі як кахексія - надмірна втрата маси тіла - наявна при деяких видах раку.

Нова стаття вперше описує взаємозв'язок калікреїн-хінінової системи з процесами метаболічної регуляції в жировій тканині коричневого кольору. Ця тканина активується як реакція на подразники навколишнього середовища - температуру, дієту тощо - і її реакція направляється через симпатичну нервову систему та гормональні фактори. Традиційно вважалося, що переривання цих індукуючих факторів є справжнім, що обмежує термогенну активність жиру.

"Зараз ми знаємо, що деякі активні механізми можуть діяти як гальмо, і що самі позитивні індуктори можуть приводити в дію систему калікреїн-хінін, яка діє як механізм самоконтролю для придушення активності коричневого жиру", пояснює Франческа Вільярроя,

"Хоча це здається суперечливим - активуючі сигнали самі по собі визначають самоконтроль системи - це можна пояснити, якщо врахувати, наскільки важливо точно налаштувати термогенез, щоб запобігти спалюванню занадто великої кількості метаболітів без будь-яких фізіологічних цілей для організму, "говорить експерт.

Термогенез: крім забезпечення енергією клітин

Біохімічний механізм спалювання калорій і виробництва тепла з жиру - відомий як розчеплення мітохондрій - це процес, який повністю змінює біоенергетику мітохондрій, клітинної органели, відповідальної за отримання енергії. У цьому конкретному механізмі активність мітохондрій не є звичайною - це окислення субстратів для отримання молекул АТФ для забезпечення енергії клітин - а навпаки, це призводить до розсіювання метаболічної енергії у вигляді тепла.

Надмірна активність коричневої жирової тканини спричиняє патологічні стани, пов’язані з неконтрольованим витрачанням енергії та прискореною втратою ваги (кахексія тощо) у пацієнтів, уражених пухлинами. Досі існує багато невідомих про процес, який у клінічних умовах також заважає одужанню постраждалих від великих опіків, коли у цих пацієнтів спрацьовують енергетичні витрати та активність коричневої жирової тканини.

Задовго до того, як була відома фізіологія коричневої жирової тканини, розчеплення мітохондрій вважалося механізмом, відповідальним за інтоксикацію працівників збройового заводу під час Першої світової війни. Через вплив сполуки динітрофенолу - отрути, яка генерує неконтрольоване роз’єднання мітохондрій у всіх тканинах організму, - температура сп’янілих робітників різко зросла, а втрата ваги у постраждалих була різкою. У 1970-х роках науковому співтовариству вдалося виявити, що роз'єднання мітохондрій - це процес, який, зокрема, відбувається контрольовано в мітохондріях коричневої жирової тканини, опосередкованої білком UCP1.

«Зрозуміло, що такий механізм повинен бути суворо контрольованим, щоб не створювати проблем через неконтрольовану діяльність. Насправді, можливо, що еволюція обмежила цей механізм у мітохондріях спеціалізованої клітини - коричневого адипоцита - а не у всіх тканинах організму як механізм безпеки ”, зазначає Вільярроя.

Це дослідження може надати нові перспективи щодо стратегій зменшення термогенної активності у патологічних ситуаціях (рак тощо). У цьому контексті відкриття місцевої дії ендогенної системи самоконтролю калікреїн-хініну на коричневу жирову тканину відкриває нові горизонти для розвитку майбутніх фармакологічних інструментів боротьби з метаболічними захворюваннями.