Когда мы греемся в летнюю жару, легко принять как должное, что люди также готовы к зимнему холоду: пальто в туалете и домашние системы отопления готовы к розжигу в качестве дополнительной гарантии против падения температуры. Не всем теплокровным животным так повезло. Например, мыши полагаются на специальный орган между лопатками, который выделяет тепло при низких температурах. Этот орган состоит из особых жировых клеток, называемых коричневой жировой тканью, или сокращенно бурым жиром. На этой неделе в природе, команда из Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании подробно описывает молекулу, которая действует как молекулярный пилотный свет, необходимый для включения печи бурого жира.
Бурый жир сжигает сахар и жир, создавая лучистое тепло в теле. Исследователи обратили свое внимание на эти клетки, потому что часть сжигаемого ими сахара и жира хранится в организме и в противном случае может привести к увеличению белого жира, формы, которая увеличивается при ожирении.
«Чтобы использовать жиросжигающий потенциал бурого жира, мы должны лучше понять, как организм сжигает топливо, чтобы оставаться в тепле, и как это связано с накоплением лишнего топлива в виде белого жира при ожирении», - сказал старший автор исследования Митчелл Лазар, доктор медицинских наук , директор Института диабета, ожирения и метаболизма (IDOM) и профессор Уилларда и Рода Уэр в области диабета и метаболических заболеваний
У мышей печь полагается на молекулу, называемую разобщающим белком 1 (UCP1), которая действует как нагревательный элемент. Мыши без гена UCP1 не могут выжить даже при кратковременном воздействии температуры, близкой к отрицательной. Молекула, похожая на пилотный свет, называется гистондеацетилазой 3 (HDAC3). Лазар, соавтор исследования Мэтью Эмметт , доктор медицинских наук и докторант в своей лаборатории, и их коллеги из IDOM обнаружили, что мыши, у которых отсутствует HDAC3 в своем буром жире, не могут включить ген UCP1 и столь же восприимчивы к пагубным последствиям холода. как мыши, у которых не было гена. Исследование показало, что HDAC3 действует во многом как пилотная лампа газовой печи - пилотная лампа HDAC3 требуется для включения печи для бурого жира, даже если ген UCP1 не поврежден.
HDAC3 функционирует на эпигеноме, молекулярном компоненте ядра клетки, который определяет, какие гены экспрессируются - и, что не менее важно, какие нет - в разных клетках тела. Команда Пенна проанализировала и интегрировала массивные наборы данных последовательностей ДНК, что облегчило открытие механизма, с помощью которого HDAC3 действует как контрольная лампа коричневого жира. Эта часть исследования в области биоинформатики была проведена соавтором Хи-Вунг Лим, доктором философии , докторантом IDOM и доцентом-исследователем, профессором Кёнджэ Вон, доктором философии.
Исследования последних пяти лет подтвердили, что у взрослых людей тоже есть бурый жир. Хотя он не расположен между лопатками, как у грызунов, он также активируется при низких температурах, хотя и недостаточно для замены одежды и обогревателей. Бурый жир у взрослых людей распределяется более диффузно, с концентрацией клеток во внутренних органах, таких как сонная и молочная артерии, сердце и легкие, а также в других твердых органах, таких как поджелудочная железа, почки и селезенка. Подкожные отложения бурого жира также можно найти в области мышц шеи, ключиц и брюшной стенки. Эти исследования также показали, что у людей с ожирением меньше коричневого жира, чем у худых.
Поскольку бурый жир сжигает сахар и жиры в организме, можно повысить метаболизм для снижения веса и контроля диабета, включив термостат коричневого жира. Однако неожиданно оказалось, что мыши, лишенные HDAC3 в коричневом жире, не страдали ожирением. Какова бы ни была связь, новая работа Пенна предполагает, что крайне важно следить за тем, чтобы функции контрольной лампы коричневого жира и печи поддерживались в хорошем рабочем состоянии.
