Mi köze mindehhez az elhízáshoz? Elvileg a TAM termogenezise tekinthető annak a fő mechanizmusnak, amellyel az első borzongási fázis leteltével az emlősök fenntartják a testhőmérsékletet, ha hideg környezetben vannak.

  • Aleix Gavaldà Navarro
  • Biokémiai és Molekuláris Biomedicina Tanszék, Biológiai Kar, Barcelonai Egyetem Biomedicina Intézete és az "Elhízás és táplálkozás fiziopatológiája" Biomedical Research Network Központ
  • Francesc Villarroya
  • Biokémiai és Molekuláris Biomedicina Tanszék, Biológiai Kar, Barcelonai Egyetem Biomedicina Intézete és az "Elhízás és táplálkozás fiziopatológiája" Biomedical Research Network Központ
  • Marta Giralt
  • Biokémiai és Molekuláris Biomedicina Tanszék, Biológiai Kar, Barcelonai Egyetem Biomedicina Intézete és az "Elhízás és táplálkozás fiziopatológiája" Biomedical Research Network Központ

BARNA ADIPOSZ SZÖVET, ENERGIA KIADÁSOK ÉS TÖBBÉLÉS

Az elhízást okozó mechanizmusok megértése, valamint a kezelésére vagy megelőzésére szolgáló beavatkozási célok meghatározása megköveteli az alapvető biokémiai és fiziológiai folyamatok ismeretét, amelyek meghatározzák a test energiaháztartását, és ezek között elengedhetetlen az energiafelhasználás. Évek óta tudjuk, hogy a bazális anyagcserével és a testmozgással járó kiadásokkal együtt az adaptív termogenezis kulcsfontosságú tényező az egyének energiafelhasználásának változékonyságában, és az elhízásra való hajlam releváns eleme. Évtizedekig ennek a folyamatnak a fiziológiájával kapcsolatos vizsgálatok a barna zsír vagy a barna zsírszövet (MAR) tanulmányozására összpontosítottak, arra a helyre, ahol ez az adaptív termogenezis bekövetkezik, különösen kísérleti állatoknál. Az elmúlt években ezt a tanulmányt fokozták, mivel a TAM fontos szerepet játszik az emberek elhízásában.

A múlt század 70-es évek vége óta tudjuk, hogy a barna adipocita egyedülálló biokémiai géppel rendelkezik, amely ezt a sejttípust hőtermelő géppé teszi.

A TAM hőtermelő mechanizmusa az UCP1 mitokondriális szétkapcsoló fehérje jelenlétén alapul a barna adipociták belső mitokondriális membránjában. Az UCP1 a protonok számára a membránnal szembeni permeabilitással rendelkezik, ami a légzési lánc szétkapcsolódását okozza az oxidatív foszforiláció szempontjából. Ez azt jelenti, hogy az az energia, amelyet a légzési lánc működése a protongradiens kialakításába fektet a belső mitokondriális membrán mindkét oldalán, hőtermelésbe fektet, nem pedig a hagyományos mitokondriális sejtekben előforduló ATP szintézisébe. Másrészről, a légzésszabályozás elvesztése az ADP által magas hőmérsékletű oxidációhoz vezet, amely fenntartja a hőtermelést. Ez a magas légzési aktivitás a metabolikus szubsztrátok, elsősorban az endogén és a keringő trigliceridek hidrolíziséből származó zsírsavak és a keringésből származó glükóz aktív felvételének köszönhetően tartható fenn (1. ábra).

aktivitása

EMBERI BARNA ADIPOSSZUBA, ÚJ LÁTÁS a 21. SZÁZADBAN

A későbbi vizsgálatok különböző etnikai, életkori vagy nemi összetételű populációkban egyhangúlag megerősítették azt a megfigyelést, hogy az elhízott betegek csökkent TAM-aktivitást mutatnak. Az emberi vizsgálatok nyilvánvaló korlátai még nem teszik lehetővé annak megállapítását, hogy - akárcsak a rágcsálóknál - az alacsony TAM-aktivitás az elhízás oka, és az ellenkező helyzet sem zárható ki, vagyis az elhízás okozza a csökkenést. Az elhízott, bariatrikus műtéten átesett betegeknél megfigyelték, hogy a súlyvesztés a TAM aktivitásának növekedésével jár, de még mindig nincsenek olyan vizsgálatok, amelyek lehetővé tennék annak megállapítását, hogy mi történik először a műtét után, ha a fogyás vagy a a TAM. Mindenesetre az elhízott betegek aktivitásának csökkenése összhangban áll az adaptív termogenezis és az energiafelhasználás csökkenésével.

AZ ADAPTÍV ENERGIA KIADÁSOK ÚJ SZÍNEI: BÉZS SZÖVET

AKTIVÁLJÁK A BARNA ADIPOSZ SZÖVETT AZ ELLENKÖZÖSÉG, FARMAKOLÓGIAI ÉS TÁPÉRTÉKI KIHÍVÁS ELLEN

Mindezek figyelembevételével nyilvánvaló, hogy az elhízás kutatásával összefüggésben a TAM aktiválása olyan stratégia, amelyet feltárni kell az energiakiadások aktiválása és hozzájárulás céljából (nyilvánvalóan más intézkedésekkel együtt) annak megakadályozására, hogy az egyén létrejöjjön a pozitív energiamérleg és az elhízás megakadályozható vagy csökken.

Mint említettük, az alacsony környezeti hőmérséklet a legerősebb inger a TAM aktiválására, valamint a fehér zsírszövet megbarnulására. Vannak olyan tanulmányok, amelyek azt sugallják, hogy az utóbbi évtizedekben a magas környezeti hőmérsékleten töltött idő meghosszabbodása a fűtés bővülése és a preferenciális komforthőmérséklet emelkedése miatt hozzájárulhat az elhízás bővüléséhez a nyugati társadalmakban. A Di @ betes hálózat nemrégiben végzett tanulmánya pozitív összefüggést írt le a környezeti hőmérséklet és az elhízás gyakorisága között Spanyolországban. Az Egyesült Államokban már forgalomba került néhány berendezés a mellkas felső területeinek helyi hűtésére a TAM-aktivitás potenciális kiváltásával; hasznosságára azonban nincs megbízható bizonyíték. A hőmérsékletnek az elhízással és a TAM aktiválásával kapcsolatos jövőbeni legnagyobb jelentőségét valószínűleg az adja, ha megfelelően felmérjük, hogy a munkahelyi vagy otthoni környezeti kényelmi hőmérsékletet milyen mértékben kell figyelembe venni a leginkább környezeti tényezőként.

A környező hideg a szimpatikus idegrendszeren keresztül aktiválja a TAM-ot, amely a TAM-ot innerváló idegterminálokon keresztül felszabadítja a noradrenalint, amely a barna adipocita felületén a béta-adrenerg receptorokra hat, és a termogenezis aktiválásának intracelluláris kaszkádjait generálja. Ezért a szimpatomimetikumok használata elvileg nyilvánvaló stratégia lenne a TAM aktiválására elhízott egyéneknél. Sajnos egyelőre nincsenek kellő specificitású molekulák, és a szimpatomimetikumok alkalmazását a kardiovaszkuláris rendszerre gyakorolt ​​káros mellékhatásaik miatt elvetették. Egy nemrégiben végzett tanulmány azt mutatta, hogy a mirabegron, a hiperaktív hólyag szindróma kezelésére jóváhagyott béta3-adrenerg aktivátor aktiválja a BAD-t egészséges önkéntesekben, de nem ismert, hogy ez a hatás elhízott betegeknél és biztonságos dózisok mellett jelentkezhet-e.

Ez a helyzet az utóbbi években aktív kutatásokhoz vezetett a TAM aktiválásának (és/vagy barnulásának) nem adrenerg mechanizmusainak azonosítására. Különböző máj-, bél- és akár szív eredetű hormonális tényezőket azonosítottak, kiemelve többek között az FGF21 hormonfaktort, amely aktív vizsgálat alatt álló molekula antidiabetikus és elhízásgátló szerként szerepel, és amelyekre vonatkozóan már vannak elhízott kísérleti vizsgálatok betegek. Ezen a területen különösen érdekes az étrendben jelen lévő lehetséges molekulák kutatása, amelyek hatással lehetnek a TAM-ra. Különböző vizsgálatok azt mutatják, hogy az étrendben jelen lévő és a TRP ioncsatornákkal ("tranziens receptor potenciál") kölcsönhatásban lévő kapszaicin család molekulái közvetlenül és közvetve aktiválhatják a TAM-ot mind állatmodellekben, mind emberekben.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a szubsztrátok hőtermelésének magas sebessége a TAM-ot a lipidek és a glükóz aktív áramlási helyévé teszi a keringésből. Kísérleti tanulmányok azt mutatják, hogy könnyen előfordulhat, hogy a TAM aktiválása amellett, hogy nagyobb vagy kisebb hatást gyakorol az egyén súlyára, elősegítette az elhízott egyéneknél gyakori hiperglikémia és hiperlipidémia csökkentését.

A TAM TITKÁR SZEREPE: ÚJ TAGJELÖLTEK AZ ELSŐSÉG ÉS A TÁRSULOTT PATOLÓGIA KEZELÉSÉBEN

A közelmúltban a TAM új fiziológiai szerepe jelenik meg szekréciós tulajdonságai alapján. Számos tanulmány kimutatta, hogy kis mennyiségű TAM transzplantációja elhízott egerekben hatékonyan javítja az elhízást és a kapcsolódó betegségeket, például a cukorbetegséget. Ez nem magyarázható az átültetett TAM belső termogén aktivitásával, és feltételezik, hogy a TAM felszabadítja az anyagcserére szisztémásan ható endokrin faktorokat. Olyan forgatókönyvnek lehetünk tanúi, mint néhány évtizeddel ezelőtt fehér zsírszövet, amelynek a leptin felfedezése után endokrin szerepe és az úgynevezett adipokinek termelési kapacitása volt. Számos „barna adipokint” vagy „batokint” kezdtek azonosítani, és ezek nyilvánvaló jelöltek az elhízott betegek kezelésében annak érdekében, hogy utánozzák az aktív TAM és az egészséges anyagcsere-program közötti kapcsolatot.

Összefoglalva: jelenleg intenzív kutatásnak vagyunk tanúi, amelynek célja a TAM egyedülálló fiziológiai tulajdonságainak kihasználása az elhízás enyhítésére. Többféle farmakológiai és táplálkozási stratégia folyik a TAM aktiválására elhízott betegeknél, és ezáltal elősegíti annak belső tulajdonságait, amelyek elősegítik az energiafelhasználást, a glükóz és a lipidek elvezetésének képességét, megakadályozva ezzel az elhízással gyakran társuló hiperglikémiát és hiperlipidémiát, és kihasználva képességeit. jelezve az egész testnek.

TOVÁBBI OLVASÁS

Cannon B, Nedergaard J. "Barna zsírszövet: funkció és fiziológiai jelentőség." Physiol Rev. 84 (2004) 277-359

Villarroya F, Cereijo R, Villarroya J, Giralt M. „Barna zsírszövet mint szekréciós szerv” Nat Rev Endocrinol. (2016) szeptember 12. doi: 10.1038/nrendo.2016.136