Az agyban felfedezték a „kapcsolót”, hogy ételt követően zsírégessen (2021. január).

A Scripps Kutatóintézet (TSRI) biológusai azonosítottak egy jelátviteli utat, amely a barna zsírsejtekben erőteljes kalóriaégető folyamatot indít el.

tudósok

A Proceedings of the National Academy of Sciences korai online kiadásában közölt tanulmány rávilágít egy "barna zsír termogenezis" néven ismert folyamatra, amely nagy érdeklődésre tart számot az orvostudományi kutatók számára, mert serkenti a fogyást és védhet cukorbetegség.

"Ez a felfedezés új lehetőségeket kínál a barna zsír termogenezisének terápiás aktiválására" - mondta Anastasia Kralli csoportvezető, a TSRI kémiai élettani és sejtbiológiai tanszékének docense.

„A motorok megfordítása”

A testünk zsírsejtjeinek többsége "fehér zsír" sejt, amelyek tartalék energiaellátásként tárolják a zsírt. De nekünk és más emlősöknek is vannak "barna zsír" sejtek lerakódásai. Ezek nyilvánvalóan nem az energiatárolás, hanem az energia gyors megégetése érdekében alakultak ki, így hőtermelésre és a test hideg melegen tartására, valamint a túlzott kalóriabevitel kiküszöbölésére.

Az emberi csecsemők és a hibernáló emlősök viszonylag kiterjedt barna zsírszövetekkel rendelkeznek. A tudósok az elmúlt években felfedezték, hogy sok felnőtt emberben jelentős a barna zsírtartalom, elsősorban a nyakban és a vállban található, és úgy tűnik, hogy segít a testtömeg és a vércukorszint szabályozásában.

Az alacsony hőmérséklet a szimpatikus idegrendszeren keresztül aktiválja a barna zsír termogenezisének folyamatát: a barna zsírszövetben végződő ideg felszabadítja a norepinefrin neurotranszmittert, és ez megváltoztatja az anyagcserét a barna zsírsejtekben, amelyek sűrűn tele vannak apró biológiai energiareaktorokkal, az úgynevezett mitokondrium.

"A mitokondriumok hasznos kémiai energia helyett hőt termelnek, ez olyan, mint sok parkoló autó motorjának felpörgetése" - mondta Marin Gantner első szerző, aki a tanulmány során a Kralli laboratóriumában végzős hallgató volt.

Tekintettel a lehetséges orvosi alkalmazásokra (csak az Egyesült Államokban körülbelül 100 millió ember szenved elhízástól vagy cukorbetegségtől), a kutatók alig várják, hogy megértsék a barna zsír termogenezisét és annak mesterséges fokozását. Az egyik nyom, amelyet más tudósok 1998-ban közöltek, az az, hogy a noradrenalin utasítja a barna zsírsejteket, hogy expresszálják a PGC-1α nevű fehérje magas szintjét, amely az energia-anyagcsere általános erősítőjeként működik, és aktiválja a termogenezist is. Kralli laboratóriuma korábbi vizsgálatokban kimutatta, hogy a PGC-1α az ERRα nevű molekula aktiválásával működik. De ez az út nem lehet az egyetlen, amely kiváltja a termogenezist, mert azok az egerek, amelyek zsírsejtjeiből hiányzik a PGC-1α, vagy az ERRα, továbbra is a hidegre szokásos termogén reakciót mutatják.

Szerencsés felfedezés

Az új tanulmányban Gantner, Kralli és munkatársaik felfedeztek egy másik utat a termogenezis aktiválására, amely a PGC-1α-val és az ERRα-val együtt működik.

Eredetileg azonban nem a barna zsír termogenezisét vizsgálták, hanem nyomokat kerestek az ERRβ működéséről, amely fehérje akkoriban kevéssé volt ismert, kivéve, hogy szorosan kapcsolódott az ERRα-hoz, a barna zsír sejtjeiben jelent meg, és úgynevezett nukleáris receptorként is funkcionált, molekuláris kapcsolóként a gén aktiválására, amelyet kicsi lipofil molekulák vagy egy kapcsolódó jelző fehérje aktiválhat.

Abban a reményben, hogy megtalálják az ERRβ jelátviteli partnerét, a csapat mintegy 18 000 különféle fehérjét vizsgált meg, hogy melyik aktiválhatja biokémiai úton. A rövid "találatok" listájának összegyűjtése után a tudósok felfedezték, hogy az egyikük, a GADD45γ, általában az egér barna zsírsejtjeiben termelődik, és különösen bőségessé válik a GADD45γ és ERRβ hideg utalásoknak való kitettség után, amikor éppen úgy, mint a PGC-1α és az ERRα, működjenek együtt a barna zsír termogenezisének aktiválásában.

A csapat ezt követően részletes jelzést adott ezen az úton, a hideg okozta noradrenalin felszabadulástól a GADD45γ barna zsírsejtekben történő szabályozásáig, az ERRβ és egy másik szorosan kapcsolódó fehérje, az ERRγ aktiválásáig, amely szintén elterjedt a barna zsírsejtekben és releváns a termogenezis szempontjából . "Ezután az ERRγ-ra koncentrálunk" - mondta Gantner.

A csoport megerősítette, hogy az ERRγ GADD45γ által közvetített aktivációja a barna zsír mitokondrium metabolikus változásához vezet, amely a termogenezisre jellemző. A tudósok azt is megállapították, hogy a transzgénikus egerek, amelyekből hiányzik a GADD45γ, hideg körülmények között nem tudják teljesen aktiválni a termogenezist.

A kísérletek során a GADD45γ szinergikusan hatott a PGC-1α-val a barna zsírsejtek aktivitásának aktiválására. "Össze kell állítanod őket a teljes hatás elérése érdekében" - mondta Kralli, és azt javasolta, hogy ideális esetben mindkét út stimulálva növelje a barna zsír termogenezisét.