От Елизабет Нортън, 1 юли 2013 г., 18:33

клетки

Превръщането на мастните клетки в машини за изгаряне на калории може да звучи като най-добрата форма за контрол на теглото, но идеята не е толкова пресилена, колкото звучи. Неочаквано някои мастни клетки директно усещат спадащите температури и отделят енергията си като топлина, според ново проучване; тази способност може да бъде използвана за лечение на затлъстяване и диабет, предполагат изследователите.

Известно е, че мазнините помагат за защитата на животните от студа - и не само като действат като изолация. В началото на 90-те години на миналия век учени, изучаващи мишки, откриха, че ниските температури задействат определени мастни клетки, наречени кафява мастна тъкан, за освобождаване на складираната енергия под формата на топлина - с други думи, за изгаряне на калории. Изследователите винаги са предполагали, че този механизъм е косвен отговор на физиологичния стрес от ниските температури, обяснява клетъчният биолог Брус Шпигелман от Харвардското медицинско училище, Бостън. Активирането на кафявите мазнини изглежда започва със сензорни неврони в тялото, които информират мозъка за спад на температурата. В отговор мозъкът изпраща норепинефрин, главният химически пратеник на симпатиковата нервна система, който мобилизира тялото да се справи с много ситуации. При експериментални животни стимулиращите норепинефринови рецептори задействат кафява мастна тъкан, за да освободят енергията си и да генерират топлина, докато животните, отглеждани, за да липсват тези рецептори, не са в състояние да установят същия отговор на мастните клетки.

Хората също имат кафява мастна тъкан, която генерира топлина, когато тялото е студено. И за разлика от бялата мазнина, която се натрупва около корема и допринася за много разстройства, включително сърдечни заболявания и диабет, тази кафява мазнина се намира в по-високи пропорции при по-слаби хора и изглежда активно предпазва от диабет.

В кафявата мазнина процесът на генериране на топлина зависи от протеин, наречен UCP1; също така се смята, че протеинът е основен в способността на кафявите мазнини да предпазват от диабет. Сега изследователите проучват начини за активиране на този молекулярен път. Но опитвайки се да разберат как точно мастните клетки реагират на студеното тяло, Шпигелман и колеги откриха, че обикновените стари „бели“ мастни клетки имат няколко изненади. В проучване, което се появява онлайн днес в Сборника на Националната академия на науките, изследователите излагат различни видове мастни клетки директно на ниски температури. "Бяхме малко изненадани, че никой не е опитвал това преди", казва Шпигелман.

Изследователите охлаждат няколко вида отгледани в лаборатория човешки мастни клетки - кафяви, бели и „бежови“ (бяла мастна тъкан с някои смесени кафяви клетки) - до температури между 27˚ и 39˚C за четири часа, осем часа или повече до десет дни. Белите мастни клетки и бежовите клетки реагираха драматично на охлаждане. В тези клетки нивата на UCP1 са удвоени с 8 часа след лечението. Промяната в UCP1 също се оказа обратима: нивата му се нормализираха, след като температурата на клетките беше понижена до 37 градуса. Но в кафявите мастни клетки не се наблюдава индукция на протеина, което показва, че студените температури не мобилизират тези клетки, като превключват този конкретен превключвател.

Изследователите също така установиха, че белите мастни клетки, получени от мишки без рецептори за норадреналин, все още са в състояние да реагират на охлаждане чрез включване на UCP1 - което показва, че генериращият топлина път е едновременно специфичен за тези мастни клетки и независим от симпатиковата нервна система .

Констатацията няма да доведе до хапче против мазнини скоро, казва Шпигелман, но дава на учените нови възможности за изследване. "Това е част от основната наука, добавяйки към развиващото се осъзнаване, че мастните клетки имат много животи, за които никога не сме знаели. Сега знаем, че те могат да усещат температурата директно. Следващият въпрос е как го правят и може ли тази способност да бъдат манипулирани? "

„Хартията запълва нововъзникваща картина, че мастната тъкан може да бъде по-гъвкав, адаптивен орган, отколкото някога сме предполагали“, казва Свен Енербек, лекар и изследовател на мастната тъкан от университета в Гьотеборг, Швеция. "Констатацията повдига въпроса дали този нов път има широко въздействие върху животното като цяло."

Откриването, че белите мастни клетки директно откриват и реагират на студ, е изненадващо развитие, отбелязва клетъчният биолог Питър Тонтоноз от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, защото показва, че симпатиковата нервна система не е цялата история, когато става въпрос за генериране на топлина от мастна тъкан. Любопитен е дали пътят за генериране на топлина в бялата мазнина е рутинна част от ежедневното регулиране на температурата. „Дори и да не е“, добавя той, „все пак може да бъде насочен от малки молекули или други лекарства“.