Учёные обнаружили в жировых клетках путь сжигания калорий
Исследователи из Института рака Дана-Фарбер совместно с учёными из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили естественный молекулярный путь, который позволяет клеткам сжигать калории в виде тепла, а не накапливать их в виде жира. Это открывает возможность для нового подхода к лечению и профилактике ожирения, диабета и других связанных с ожирением метаболических нарушений, включая рак.
В публикации в журнале Cell учёные под руководством Брюса Шпигельмана, доктора философии, обнаружили этот механизм в энергосжигающих бурых и бежевых жировых клетках мышей. Они идентифицировали фермент PM20D1, который секретируется клетками и запускает выработку соединений, называемых N-ацил аминокислотами. Эти N-ацил аминокислоты «разобщают» сжигание жира с другими метаболическими процессами, что приводит к потере веса. Такие «разобщители» были известны как синтетические химические вещества, но это первые известные естественные малые молекулы с такой активностью.
При введении N-ацил аминокислот мышам с ожирением, получавшим пищу с высоким содержанием жиров, исследователи отметили значительную потерю веса после восьми дней лечения. Потеря веса происходила исключительно за счёт жировой ткани.
«Эти данные определённо предполагают, что либо PM20D1, либо сами N-ацил аминокислоты могут быть использованы терапевтически для лечения ожирения и других связанных с ним расстройств», таких как диабет и жировая болезнь печени, — сказал Шпигельман.
Бурый жир (его цвет обусловлен большим количеством митохондрий — «электростанций» клеток) встречается у животных и в небольших количествах у людей, в том числе в смеси с белым жиром в так называемых «бежевых» клетках. Митохондрии являются местом клеточного дыхания, то есть преобразования глюкозы (из потребляемой пищи) в молекулу аденозинтрифосфата (АТФ), которая транспортирует химическую энергию внутри клетки.
Уникальность бурых жировых клеток в том, что они потребляют глюкозу, не производя АТФ. Это известно как «разобщённое дыхание». Вместо производства АТФ бурые клетки используют свою энергию для сжигания накопленных калорий в жире, выделяя при этом большое количество тепла. Изначально бурые жировые клетки эволюционировали для защиты новорождённых от низких температур.
До нового исследования Шпигельмана считалось, что митохондриальный белок UCP1 (разобщающий белок 1) является единственным источником способности бурых клеток производить тепло. UCP1 содержится исключительно в бурых и бежевых жировых клетках.
Теперь Шпигельман обнаружил альтернативный путь, независимый от UCP1, посредством которого N-ацил аминокислоты могут включать энергосжигание в бурых клетках, а также в печени. Он отметил, что результаты потери веса у мышей с ожирением, получавших N-ацил аминокислоты, были «драматичными и нуждаются в дальнейшей оценке в научных исследованиях».