Диета с високо съдържание на мазнини предизвиква химически реакции при женски мишки, които биха могли да обяснят защо жените са по-склонни от мъжете да трупат мазнини в корема, след като ядат излишни наситени мазнини, показват нови изследвания. Изследването хвърля светлина и върху това защо жените напълняват след менопаузата.

високо

Учените идентифицираха събития при женски мишки, които започват с активирането на ензим и завършват с образуването на висцерална мазнина - мазнина, която се натрупва около вътрешните органи и е свързана с по-висок риск от диабет тип 2, сърдечни заболявания и рак.

Поне една функция на този ензим е производството на мощен хормон, който след това ускорява образуването на висцерални мастни клетки. Източникът на този хормон е витамин А.

Този ензим изглежда се активира при по-високи нива при жените, отколкото при мъжете, когато и двата пола се хранят с високо съдържание на мазнини. Когато изследователите генетично променят мишки чрез изтриване на ензима, женските мишки остават слаби, особено в коремната област, дори когато продължават да ядат много мазнини. Мъжете без ензима също развиват по-малко мазнини, но ефектът е далеч по-малко значителен, отколкото при жените.

Резултатите предполагат, че ензимът може да бъде цел за специфична за пола терапия срещу затлъстяване.

"Ако попитате повечето хора какво вярват, че причинява затлъстяване, те вероятно биха казали висока консумация на храна и заседнал начин на живот. Но ние виждаме, че има генетични фактори, които казват на тялото какво да прави с мазнините", казва Оулиана Зюузенкова, асистент по човешки хранене в държавния университет в Охайо и старши автор на изследването. "Диетата с високо съдържание на мазнини въздейства върху генетиката ни, за да ни направи повече мазнини или по-малко мазнини. Диетата не е достатъчно мощна, за да прави това сама."

По-нататъшни експерименти показват, че мастните клетки при женски мишки без ензим могат да произвеждат протеини, които използват мазнини за топлина, което означава, че мазнините при женските са изгорени.

Изследователите също са изследвали мастна тъкан от пациенти с човешка хирургия и са установили, че същият ензим присъства в човешката тъкан и неговите нива са значително по-високи в клетките, извлечени от висцералната мастна тъкан на затлъстелите жени, в сравнение с клетките от слаби жени.

И накрая, проучването предполага, че естрогенът потиска активността на ензима, което може да помогне да се обясни защо жените в постменопауза с намален естроген в тялото си са склонни да натрупват мазнини в корема си.

Изследването е публикувано онлайн в списание Diabetes.

Хормоналният ефект, наблюдаван при тези мишки, е свързан поне отчасти с това как женското тяло обработва витамин А, хранително вещество, което се превръща в различни съединения. Те включват молекула, която подпомага изгарянето на мазнини за енергия, както и ретиноевата киселина, хормонът в това проучване, който води до образуването на висцерална мазнина. Учените показаха, че диетата с високо съдържание на мазнини функционира като механизъм за превключване, който разгражда молекулата, изгаряща мазнините, и води до активиране на ензима и производство на ретиноева киселина, завършваща с развитието на висцерална мазнина.

Преди година лабораторията на Ziouzenkova идентифицира един от тези ензими, който е свързан с натрупването на мазнини: Aldehyde Dehydrogenase 1, или Aldh1a1. В настоящото проучване тя и колеги проведоха множество експерименти с мишки, за да проследят събитията, последвали активирането на този ензим.

Изследователите сравняват нормалните мишки с генетично променени мишки без ензим в продължение на почти една година хранене с високо съдържание на мазнини. Мъжки и женски нормални мишки натрупват тегло по време на диетата с високо съдържание на мазнини, както се очаква, въпреки че женските развиват повече висцерални мазнини, които заобикалят органите, отколкото мъжете, тенденция, наблюдавана и при хората в резултат на яденето на излишни мазнини. (За разлика от това, при редовна диета, мъжете са по-склонни от жените да образуват коремни мазнини.) И двата пола на мишките са развили периферна подкожна мазнина, която лежи точно под кожата и има някои предимства.

При мишки без ензима обаче мъжете развиват малко мазнини, но женските остават слаби и това се случва дори когато женските ядат повече храна от мъжките. Изследователите установяват, че без Aldh1a1, женските не произвеждат ретиноева киселина и това ги предпазва от производството на висцерална мазнина. Междувременно мъжките запазиха способността си да произвеждат ретиноева киселина.

След това учените анализираха протеините, съдържащи се в мастната тъкан при мъжки и женски мишки, в които липсва ензим, и видяха, че само мастните клетки на женските съдържат високи нива на протеин, който отделя мазнини от мастните клетки в подкрепа на изгарянето на мазнините. Това освобождаване доведе до производството на друг протеин, който превръща мазнините в топлина, като по същество изгаря мазнините под формата на липиди.

"Без производството на хормона ретиноева киселина, жените изгарят мазнини и изразходват енергията под формата на топлина. Ето защо те остават много слаби", каза Зиоузенкова. "И този процес засягаше конкретно висцералните мазнини."

Изследователите отстраниха хирургически яйчниците на мишки, за да проверят дали естрогенът може да бъде свързан с производството на висцерална мазнина при женските. Веднага след като животните са в менопауза и не произвеждат естроген, те започват да произвеждат ретиноева киселина, което води до образуване на висцерална мазнина.

„Естрогенът беше достатъчен, за да предпази женските мишки както от хормонално, така и частично от индуцирано от диетата затлъстяване. Това означава, че естрогенът потиска активирането на индуциращия затлъстяването хормон и веднага щом загубим този естроген по време на менопаузата, висцералната мастна тъкан започва да расте, "каза Зиоузенкова, също следовател в Всеобхватния център за борба с рака в щата Охайо.

Използвайки друг модел на мишка, който позволява на изследователите да измерват специфично производството на хормони, изследователите наблюдават, че женските мишки на редовна диета едва произвеждат ретиноева киселина. Въпреки това жените на диета с високо съдържание на мазнини произвеждат високи нива на хормона и от своя страна показват деветкратно увеличение на висцералната мазнина в сравнение с висцералната мазнина, развита от мъжете на диета с високо съдържание на мазнини. Това беше последният определящ фактор, че диетата с високо съдържание на мазнини предизвиква тази каскада от събития, завършващи с образуване на висцерални мазнини.

Тъй като пробите от човешка мастна тъкан, анализирани от изследователите, също показват повишени нива на Aldh1a1 в клетки, извлечени от тъкани при жени със затлъстяване, "може да се окаже, че това, което показваме за значението на този хормон за висцералното затлъстяване при мишки, е вярно и за хората", каза Зюузенкова.

"Веднага щом една жена започне диетата с високо съдържание на мазнини, се включва механизъм за хормонална регулация и тя започва да произвежда ретиноева киселина и нейният метаболизъм става супер пестелив. Женските ще съхраняват повече мазнини, отколкото изгарят", каза тя. "Като премахнем ензима Aldh1a1 във висцералната мазнина, бихме могли да накараме жените да отделят мазнини и да ги изгорят. Вместо това ги правим супер метаболитно активни."

Изследването идентифицира този ензим като потенциална специфична за пола терапия за затлъстяване, но само по много целенасочени начини. Генетичното изтриване на ензима би навредило, тъй като Aldh1a1 присъства във всички клетки, което означава, че има допълнителни функции. Ziouzenkova изследва начини за насочване на доставката на безензимни клетки директно към мазнините като потенциално средство за затлъстяване.

Тази работа е подкрепена с безвъзмездна помощ за пилотно индустриално партньорство за Центъра за клинична и транслационна наука на щата Охайо (подкрепен от Националния център за изследователски ресурси), Националните здравни институти, Грант за образование и хуманна екология в Колежа, Център за иновации в храните Seed Grant, Международна служба от Охайо, Seed Grant, Alpha Omega Alpha Honor Medical Society 2011 Carolyn L. Kuckein Student Student Fellowship, OSU цялостна програма за подкрепа на онкологичния център, безвъзмездна помощ за Национална изследователска служба и стипендия EHE за дисертация.

Аспирантката Румана Ясмин, студентката по медицина Барбара Райхерт и следдокторантът Джефри Дейлуис ръководиха голяма част от тази работа. Допълнителни съавтори включват Фангпинг Ян, Алиша Линч, Джоузеф Майерс и Катарина Волц от катедрата по човешко хранене; и Санджай Раджагопалан от Института за изследвания на сърцето и белите дробове на Дейвис; Sangsu Shin и Kichoon Lee от Департамента по животновъдни науки; Кари Грийн от съоръжението за масова спектрометрия и протеомика; Hansjuerg Alder от Всеобхватния раков център за споделяне на нуклеинова киселина, всички в щата Охайо; Моли Шарлах от Калифорнийския университет, Бъркли; Грег Дюестър от Медицинския изследователски институт в Санфорд-Бърнам в Ла Джола, Калифорния; и Рудолф Цехнер от университета „Карл Франценс“ в Грац, Австрия.