Ученые заставили жировые клетки сжигать калории

Ученым из США удалось сделать бежевыми клетки белого жира, который накапливает калории. Белые жировые клетки отвечают за накопление калорий, а бежевые — наоборот, за сжигание.

Исследователь в области медицины Брайан Фельдман и молекулярный биолог Лян Ли  из Калифорнийского университета в Сан-Франциско провели ряд экспериментов на культурах клеток человека и мышей, в ходе которых был изменен ген, который регулирует содержание жира в организме.

Результаты работы ученых опубликованы в Journal of Clinical Investigation.

Превращение белого жира в бежевый может происходить естественным путем — как реакция на диету или холод. Считалось, что, чтобы имитировать этот процесс, необходимо работать со стволовыми клетками. Именно их ученые пытались превращать в бежевый жир, но хотели найти некий «переключатель», способный трансформировать непосредственно белые жировые клетки.

Лишив мышей белка Klf15, который играет важную роль в обмене веществ, исследователи смогли преобразовать белую жировую ткань в более быстротечную бежевую. Когда мышам подсадили белые клетки без белка KLF-15, они превратились в бежевые.

У большинства млекопитающих различают жировые клетки трех типов: белые, бурые и бежевые. Белые запасают энергию для организма, бурые — сжигают ее, чтобы поддерживать температуру тела. Бежевые клетки тоже способны сжигать энергию, но при этом «встроены» в белые жировые отложения.

Бурый жир темнеет благодаря большому количеству клеточных генераторов энергии, готовых в любой момент исчерпать свои запасы топлива. У взрослых людей его мало, но организм детенышей (и млекопитающих, впадающих в спячку) богат бурыми жировыми клетками, которые поддерживают тепло в теле.

Дальнейшие исследования показали, что KLF-15 взаимодействует с рецептором типа Adrb1, который играет ключевую роль в поддержании энергетического баланса. По словам ученых, новые препараты, воздействующие на этот рецептор, смогут привести к потере веса,

На протяжении большей части нашей эволюционной истории этот возрастной баланс между белыми и бурыми жировыми клетками служил нам верой и правдой. Взрослые особи сохраняют тепло, используя жир в качестве топлива для движения, в то время как неподвижные новорожденные пользуются более пассивной формой регулирования температуры.

Конечно, в условиях, когда в рационе много жиров, а подвижность ограничена, легко вложить большое количество неиспользованных липидов в запасы белого жира, что часто приводит к ущербу для здоровья.

Чтобы лучше понять обнаруженный механизм, ученые культивировали человеческие жировые клетки. Выяснилось, что белок KLF-15 контролирует содержание рецептора Adrb1, который помогает поддерживать энергетический баланс. Раньше уже было известно, что стимуляция этого рецептора приводит к снижению веса, но лекарства, действие которых основано на этом механизме, не работали и не могли пройти клинические исследования.

Первый важный ключ к разгадке был получен в результате анализа, в котором сравнивались количества Klf15 в различных видах жировой ткани. В белых клетках было относительно много транскрипционного фактора, что побудило Фельдмана и Ли задаться вопросом, что может произойти, если лишить ткани белка.

Зная, что изопротеренол стимулирует бурую жировую ткань к выделению тепла, ученые ввели дозы этого соединения в культуры клеток человека и мышей. Были очевидны признаки взаимосвязи между активацией бурого жира и уровнем Klf15, и последующее исследование показало, что адренергический рецептор, называемый Adrb1, является решающим звеном.

Родственный рецептор под названием Adrb3 уже был известен исследователям, и исследования на животных дали надежду на то, что его стимуляция может побудить белые жировые клетки изменить свою идентичность и стать более похожими на бурые, что немного облегчит потерю их запасов.

Поиск способа вызвать аналогичную реакцию у людей с помощью фармацевтических препаратов мог бы помочь преодолеть препятствия, с которыми сталкиваются многие, пытаясь увеличить свои жировые запасы, без побочных эффектов, присущих многим другим подходам.

«Мы, конечно, не на финишной прямой, но достаточно близки к тому, чтобы продемонстрировать, что эти открытия могут кардинально изменить лечение ожирения», - уверены ученые.

Марина КЫН