Normalnie komórki tłuszczowe magazynują energię. Jednak w brązowych komórkach tłuszczowych energia jest rozpraszana w postaci ciepła – brązowy tłuszcz służy zatem jako biologiczny podgrzewacz. Dlatego większość ssaków posiada ten mechanizm. U ludzi utrzymuje ciepło noworodków, u dorosłych aktywacja brązowego tłuszczu pozytywnie koreluje ze zdrowiem sercowo-metabolicznym.
„W dzisiejszych czasach jest nam jednak ciepło nawet zimą”, wyjaśnia prof. dr Alexander Pfeifer z Instytutu Farmakologii i Toksykologii Uniwersytetu w Bonn. „Więc własne piece naszego ciała prawie nie są już potrzebne”. Jednocześnie jemy coraz bardziej energetyczną dietę i poruszamy się znacznie mniej niż nasi przodkowie. Te trzy czynniki są trucizną dla brązowych komórek tłuszczowych: stopniowo przestają funkcjonować, a w końcu nawet umierają. Z drugiej strony liczba osób z poważną nadwagą na całym świecie stale rośnie. „Grupy badawcze na całym świecie poszukują zatem substancji, które stymulują brązowy tłuszcz, a tym samym zwiększają spalanie tłuszczu” – mówi Pfeifer.
Umierające komórki tłuszczowe przyspieszają spalanie energii u sąsiadów
Wraz z grupą kolegów zespół z Uniwersytetu w Bonn zidentyfikował kluczową cząsteczkę zwaną inozyną, która jest zdolna do spalania tłuszczu. „Wiadomo, że umierające komórki uwalniają mieszankę cząsteczek przekaźnikowych, które wpływają na funkcjonowanie ich sąsiadów” – wyjaśnia dr Birte Niemann z grupy badawczej Pfeifer. Wraz ze swoją koleżanką dr Saskią Haufs-Brusberg zaplanowała i przeprowadziła główne eksperymenty badania. „Chcieliśmy wiedzieć, czy ten mechanizm istnieje również w brązowym tłuszczu”.
Naukowcy zbadali zatem komórki brązowego tłuszczu poddane silnemu stresowi, tak że komórki praktycznie umierały. „Odkryliśmy, że wydzielają one duże ilości inozyny purynowej” – mówi Niemann. Bardziej interesujące było jednak to, jak nienaruszone komórki brązowego tłuszczu zareagowały na molekularne wezwanie o pomoc: zostały aktywowane przez inozynę (lub po prostu przez umierające komórki w ich pobliżu). Inozyna w ten sposób rozgrzała znajdujący się w nich piec. Białe komórki tłuszczowe również przekształciły się w swoje brązowe rodzeństwo. Myszy karmione dietą wysokoenergetyczną i jednocześnie leczone inozyną pozostały szczuplejsze w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi i były chronione przed cukrzycą.
Transporter inozyny wydaje się odgrywać ważną rolę w tym kontekście: to białko w błonie komórkowej transportuje inozynę do komórki, obniżając w ten sposób stężenie pozakomórkowe. W związku z tym inozyna nie może już wywierać swojego działania promującego spalanie.
Lek hamuje transporter inozyny
„Istnieje lek, który został opracowany na zaburzenia krzepnięcia, ale także hamuje transporter inozyny” – mówi Pfeifer, który jest również członkiem Transdyscyplinarnych Obszarów Badawczych „Życie i zdrowie” oraz „Zrównoważona przyszłość” na Uniwersytecie w Bonn. „Podaliśmy ten lek myszom, dzięki czemu spaliły więcej energii”. Ludzie mają również transporter inozyny. U dwóch do czterech procent wszystkich ludzi jest mniej aktywny ze względu na zmienność genetyczną. „Nasi koledzy z Uniwersytetu w Lipsku przeanalizowali genetycznie 900 osób” – wyjaśnia Pfeifer. „Osoby z mniej aktywnym transporterem były średnio znacznie szczuplejsze”.
Wyniki te sugerują, że inozyna reguluje również termogenezę w ludzkich brązowych komórkach tłuszczowych. Substancje, które zakłócają aktywność transportera, mogłyby zatem potencjalnie nadawać się do leczenia otyłości. Punktem wyjścia może być lek już zatwierdzony do leczenia zaburzeń krzepnięcia. „Potrzebne są jednak dalsze badania na ludziach, aby wyjaśnić farmakologiczny potencjał tego mechanizmu” – mówi Pfeifer. Nie wierzy też, że sama pigułka będzie rozwiązaniem szerzącej się na świecie pandemii otyłości. „Ale dostępne terapie nie są w tej chwili wystarczająco skuteczne” – podkreśla. „Dlatego rozpaczliwie potrzebujemy leków normalizujących równowagę energetyczną u otyłych pacjentów”.
Kluczową rolę, jaką odgrywa własny system ogrzewania organizmu, wykazała również duże nowe konsorcjum badawcze: Niemiecka Fundacja Badawcza (DFG) niedawno zatwierdziła Międzyregionalne Centrum Badawcze Współpracy, w którym uniwersytety w Bonn, Hamburgu i Monachium prowadzą ukierunkowane badania nad brązem tkanka tłuszczowa.
W badania zaangażowane były Uniwersytet w Bonn oraz Szpital Uniwersytecki w Bonn, Uniwersyteckie Centrum Medyczne Hamburg-Eppendorf, Uniwersytet, a także Szpital Uniwersytecki w Lipsku, Centrum Helmholtz w Monachium i Uniwersytet Teksański.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet w Bonn. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.