A barna zsírszövet és az elhízás elleni hidegháború

Az elhízás korunk egyik legterhelőbb egészségügyi problémája. Az Egészségügyi Világszervezet 2012. évi jelentése szerint világszerte több mint 1,4 milliárd túlsúlyos felnőtt él, akik közül ~ 500 millió elhízott (1). Feltűnő, hogy 40 millió, 5 év alatti gyermek jelenleg túlsúlyos vagy elhízott (1). Ezek a statisztikák különösen riasztóak az elhízással kapcsolatos állapotok hosszú listája miatt. Ezek közé tartozik az inzulinrezisztencia, a 2-es típusú cukorbetegség, a diszlipidémia, a szív- és érrendszeri betegségek és számos rák (2). Az elhízás-járvány következményei között szerepel a krónikus betegek növekvő népessége, az egészségügyi kiadások növekedése, valamint az a jóslat, hogy az emberiség történetében először a jelenlegi generáció rövidebb lesz az élettartama, mint az előző (3).

elhízási

A zsír felhalmozódása az energiafogyasztás és az energiafogyasztás közötti tartós egyensúlyhiány következménye. Azt gondolhatnánk, hogy az elhízott egyének zsírtömegének csökkentése viszonylag egyszerűen elérhető az élelmiszer-fogyasztás csökkentésével vagy az energiafelhasználás növelésével, ezáltal tartósan negatív energiaegyensúly elérésével. Sajnos ezt a feladatot nem könnyű megvalósítani, nagyrészt a mozgásszegény életmód és a kalóriadús, olcsó ételek elérhetősége miatt. A bariatri műtét kivételével (4), az energia-bevételt célzó elhízásellenes beavatkozások többsége mérsékelt, és gyakran átmeneti súlycsökkenést eredményez. Sajnos az energiafelhasználás növelését célzó farmakológiai stratégiák nem váltották be a hatékonyság vagy a biztonság ígéretét, ha állatmodellről emberre fordítják őket. Például a pajzsmirigyhormonok vagy szimpatomimetikus szerek szuprafiziológiai dózisai, bár hatékonyan növelik az energiafogyasztást, szisztémás nemkívánatos eseményeket eredményeznek, amelyek kizárják az elhízás kezelésében történő alkalmazást (5). Különösen a fizikai aktivitást, az energiaégetés legélettani megközelítését, hosszú távon nem könnyű fenntartani.

Nemrégiben egy új súlycsökkentési stratégiát javasoltak, amely kiaknázza a barna zsírszövet (BAT) energia-disszipáló tulajdonságait. A BAT termogén szövetként működik kis emlősökben és hibernáló fajokban, és lehetővé teszi az újszülöttek számára, hogy megbirkózzanak a szülés hőhatásával (6). A termogenezist nagyszámú mitokondrium aktivitásával érik el, amelyek expresszálják az 1-es fehérjét (UCP1). Ez leválasztja a szubsztrát oxidációját az ATP termeléséről, így hő keletkezik. A BAT-ot a szimpatikus idegrendszer, a BAT termogenezisének fő induktora sűrűn beidegzi, és erősen vaszkularizált (6). Bár a BAT-lerakódásokról már régóta feltételezzük, hogy röviddel a születés után visszafejlődnek, a legújabb képalkotó vizsgálatok azt mutatták, hogy az emberi felnőtteknél a BAT a nyaki-supraclavicularis (a leggyakoribb hely), a perirenalis/mellékvese- és a paravertebralis régióban, valamint a főbb artériák körül található 7). Úgy tűnik, hogy a BAT-aktivitás pozitív kapcsolatban áll egészséges felnőtt férfiak nyugalmi energiájával (REE), bár csak alacsony hőmérsékleten. Kimutatták, hogy csökken a BMI, a testzsír százalékának, az életkornak és a plazma glükózszintjének növekedésével (8).

A Diabetes ebben a számában Chondronikola et al. (9) fontos betekintést nyújt az emberi BAT fiziológiájába. A szerzők hét középkorú, túlsúlyos, kimutatható BAT (BAT +) és öt BAT - kontroll kontrollos férfinak vizsgálták a hosszan tartó (5–8 órás) hideg által kiváltott BAT aktiváció hatását az egész test glükóz homeosztázisára és inzulinérzékenységére. A BAT + csoportban a hideg expozíció (CE) jelentősen megnövelte a REE-t, az egész test glükóz elhelyezését, a plazma glükóz oxidációját és az inzulinérzékenységet. Ezek az adaptációk a BAT - csoportban hiányoztak. A plazma glükóz és a szabad zsírsav ~, ill. ~ 70% -ot tett ki a REE becsült 15% -os növekedésének. A CE által indukált BAT aktiváció a szabad trijódtironin, norepinefrin és a fibroblaszt 21 növekedési faktor (FGF21) magasabb keringési szintjéhez kapcsolódott. Szöveti szinten a BAT termogén programot a β3-adrenerg receptor, a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor γ koaktivátor-1α, UCP1 és 2-es típusú jód-jodináz fokozott expressziójával jellemeztük (1. ábra).

A BAT elsősorban a nyaki-supraclavicularis, a perirenalis/mellékvese- és a paravertebralis régióban található lerakódásokban található meg. Chondronikola és mtsai. (9), a hosszan tartó CE termogén programot indít el a noradrenalin (neuronok és alternatív módon aktivált makrofágok által kiválasztott) és a pajzsmirigyhormon szintjének emelkedésén keresztül. A BAT aktiválását az 1) UCP1 expressziója jelöli, amely protonszivárgást okoz a belső mitokondriális membránból, ezáltal eloszlatja az energiát és hőt termel; 2) 2-es típusú jód-dináz (DIO2), amely átalakítja a tiroxint (T4) trijód-tironinban (T3), ami viszont UCP1 transzkripciót indukál; és 3) FGF21, amely szisztémás, autokrin és parakrin mechanizmusok révén javítja az egész test glükóz homeosztázisát és inzulinérzékenységét. A hideg által kiváltott BAT aktiváció serkenti a lipolízist is. A lipidcseppekből felszabaduló szabad zsírsavak kötődnek és aktiválják az UCP1-et, ezáltal táplálva a mitokondriális termogenezist. β3-AR, β3-adrenerg receptor.

A tanulmány értéke abban rejlik, hogy egy olyan individualizált és meghosszabbított CE protokollt használ, amely lehetővé tette a maximális nem rezgő BAT termogenezis által kiváltott változások jellemzését. Az egész test glükóz-anyagcseréjének arany standard közvetlen méréseinek felhasználása megbízható információt nyújt a BAT részvételéről a szisztémás energia-anyagcserében, és tovább javítja a témával kapcsolatos megértésünket (10–15).

Összegzésképpen: Chondronikola et al. (9) értékes információkkal egészítse ki az emberi BAT fiziológiát azzal, hogy megmutatja, hogy e szövet aktiválása kihasználható a szisztémás glükóz homeosztázis javítására és az energiafelhasználás növelésére. Az elhízás elleni váratlan szövetséges lépett be a küzdőtérre.

Cikk információk

Köszönetnyilvánítás. A szerzők köszönetet mondanak Francesco Antognarellinek az illusztrációkhoz nyújtott felbecsülhetetlen segítségért.

Finanszírozás. Ezt a munkát részben a „Centro Studi Achille e Linda Lorenzon” (EM és RC), az Innovatív Gyógyszer Kezdeményezés Közös Vállalkozás (IMI – JU 115621; EM és RC), valamint a Floridai Egyetem Öregedési Intézete és Claude D. Pepper támogatta. Amerikaiak Függetlenségi Központja (NIA 1P30AG028740; CL).

Érdeklődési kettősség. A cikk szempontjából lényeges összeférhetetlenségről nem számoltak be.