Barna zsír felfedezése: Az előttünk álló hosszú út

A barna zsírszövetnek szerepe lehet a súlykontrollban, a test üzemanyag-felhasználásában és a termogenezisben.

Sikeresen hozzáadta figyelmeztetéseihez. Új tartalom közzétételekor e-mailt kapunk.

Nem tudtuk feldolgozni a kérését. Kérlek, próbáld újra később. Ha a probléma továbbra is fennáll, kérjük, lépjen kapcsolatba a [email protected] címmel.

Az endokrinológusok nemrégiben lehetőséget kaptak egy olyan szerv tanulmányozására, amelyről éppen kiderült, hogy funkcionális emberben, amely szakértők szerint elősegítheti a fogyást és a testsúlykontrollt, valamint a test melegen tartását.

A barna zsír egy zsírszerű szövet, amely zsírt tárol és kemenceként viselkedik, végül kalóriákat éget el és hőt termel, ha a test fázik, és időnként, amikor fogyásra van szükség. Körülbelül az elmúlt évtizedben a barna zsír sok alapvető kutatása az anyagcsere jelentőségére, a hideg és inzulin általi aktiválására, az energiafogyasztás előnyeire, valamint a súlykontroll és a fogyás mechanizmusaira összpontosított. Jelentősége az emberben ma az, ami az élvonalban van.

Ifj. Daniel L. Smith, PhD elmondta, hogy az állatokon végzett korábbi kutatások alapján a barna zsír bizonyos körülmények között fontos lehet az anyagcserében és a súlykontrollban.

Alapján Aaron M. Cypess, MD, PhD, a Joslin Diabetes Center és a Harvard Medical School orvostudományi adjunktusa szerint a barna zsír „szó szerint az egyik legerősebb szerv a testben, több kalóriát termel/gramm szövet, mint bármely más. Mivel glükózt és zsírsavakat egyaránt fogyaszt, elképzelhető, hogy a barna zsírt felhasználhatjuk a cukorbetegség és a hiperlipidémia esetén tapasztalható elhízás és anyagcsere-rendellenességek kezelésére. ”- mondta az Endocrine Today .

Bár az elmúlt évek során sok mindent feltártak a barna zsír emberben betöltött szerepéről, a fiziológiáról és az anyagcseréről még mindig sok ismeretlen van.

"Korábbi állatmodell-kutatások szerint a barna zsír bizonyos körülmények között fontos tényező lehet az anyagcserében és a súlykontrollban" - mondta Ifjabb Daniel L. Smith, PhD, kari oktató az alabamai egyetem táplálkozástudományi tanszékén, Birminghamben. "Milyen mértékben vesz részt a barna zsír az emberekben hasonló szerepekben, további vizsgálatokat igényel, de az előzetes jelentések azt sugallják, hogy a barna zsír funkció összefügg az alacsonyabb testtömeggel és a jobb glükózkontrollal (inzulin válasz)."

Az Endocrine Today a szakterület több szakértőjével beszélgetett, hogy elmélyüljön a barna zsír potenciális funkcionalitása az emberekben, valamint ennek a szervnek a jövője, valamint a fogyás és a termogenezis következményei.

A BAT funkcionalitásának feltárása

Az emlősöknek nagyjából kétféle zsírsejtje van: az ismertebb fehér és a barna zsírsejtek. A fehér zsírsejtek kiemelkedő funkciója az energiatárolás, míg a barna zsírszövet fő feladata a hőtermelés.

W. van van Marken Lichtenbelt

„A fehér zsírszövet fehér vagy sárga megjelenésével ellentétben a barna zsírszövetet (BAT) világos rózsaszín és sötétvörös tónus jellemzi, amelyet a magas vaszkularizáció és a citoplazma szemcsésebb megjelenése okoz. Ez utóbbit a kis zsírral töltött vakuolák és a sejtben található nagy mennyiségű mitokondrium okozza ”- mondta W.D. van Marken Lichtenbelt, PhD, egyetemi docens a Táplálkozási, Toxikológiai és Metabolizmus Iskola (NUTRIM) humánbiológiai tanszékén, Maastrichti Egyetem Orvosi Központ, Hollandia.

A BAT másik fontos vonása a szimpatikus idegrendszer beidegzése. A helyes inger figyelembevételével a barna zsír képes kifejezni az egyedülálló mitokondriális fehérje szétkapcsoló protein-1-et (UCP1), amely aktiválva képes az élelmiszer kémiai energiáját közvetlenül hővé alakítani.

"Így, ha aktiválhatjuk a BAT-ot, vagy akár extra mennyiségű aktív barna zsírszövetet tudunk toborozni, potenciálisan növelhetjük hőtermelésünket" - mondta van Marken Lichtenbelt. "Ez azt jelenti, hogy megnő az energiafelhasználás, ami pozitív módon befolyásolja az energiamérlegünket."

A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a gyermekek és a felnőttek funkcionálisabb barna zsírral rendelkeznek, mint a szakértők korábban rájöttek. A 30 éves vagy annál fiatalabb emberek szinte mindegyikének, és az idősebb emberek körülbelül egyharmadának barna zsírja van Jan Nedergaard, PhD, a svéd Stockholmi Egyetem Wenner-Gren Intézetének professzora.

„Ez nagyon biztató. De a testtömeg százalékában körülbelül egytizede annak, amit egérnél látunk. Tehát a kérdés az: hasznos lesz-e a barna zsír nemcsak a melegen tartáshoz? Használhatjuk-e még többre? ” - mondta Cypess.

A Nature által megjelent tanulmány, amelyet a Bruce M. Spiegelman, PhD, Stanley J. Korsmeyer, a Dana-Farber Rák Intézet és a Harvard Orvostudományi Intézet sejtbiológiai és orvostudományi professzora és munkatársai kimutatták, hogy egereknél a testmozgás arra készteti az izmokat, hogy egy újonnan felfedezett hormont, az irizint termeljék, ami az energiával együtt növeli a barna zsír növekedését kiadás.

Cypess szerint e megállapítások relevanciája kettős: Ez képviseli az első azonosított hormont, amelyet az izom szekretál, és ezzel a barna zsír növekedését okozza, ezáltal megmutatva, hogy a barna zsír más szövetekkel is működik. Másodszor, ezek az eredmények arra utalnak, hogy az irizint fel lehet használni a test barna zsírtartalmának növelésére és több kalória elégetésére. Ezt végül optimalizálni lehet az elhízás kezelésére.

A barna zsír szintén fontos szerepet játszhat az életkorral összefüggő elhízás elleni védelemben - derül ki egy másik tanulmány eredményéből, amelyet Cypess és munkatársai publikáltak a The New England Journal of Medicine-ban. Az eredmények azt mutatták, hogy az emberekben a BAT mennyisége fordítottan korrelál a BMI-vel.

Denis Richard

Egy másik tanulmány, amelyet nemrégiben publikált a The Journal of Clinical Investigation Denis Richard, PhD, a kanadai Quebeci Szív- és Tüdőintézet kutatóközpontjának igazgatója és munkatársai kimutatták, hogy a barna zsír valószínűleg az elsődleges szerv, amely felelős a hőtermelésért és metabolikusan aktív. Megfigyelték, hogy a hidegnek kitett embereknél a teljes energiafelhasználás jelentősen 1,8-szorosára nőtt (mintegy 250 kcal többletkiadás 3 órás hideg expozíció alatt), jelentős részben a BAT által közvetített nem didergő termogenezis.

"Megállapításaink alátámasztják a BAT szerepét az emberek nem didergő termogenezisében" - mondta Richard az Endocrine Today-nak. "Továbbá megfigyeltük a BAT rádió-sűrűségének jelentős növekedését hideg expozíció után, jelezve, hogy az intracelluláris trigliceridek a termogenezis fő energiaforrása, amint azt a rágcsálóknál megfigyelték."

Eddig a vizsgálatok csak a glükózfelvételt mutatták ki, és kétséges volt, hogy a szövet valóban éget-e ételt az embereknél - írta Nedergaard egy kísérő kommentárban.

"A cikkben ez bizonyult." - mondta. "Ami még mindig hiányzik, az a kapacitás jó mércéje és megoldás arra, hogyan tartsuk aktív."

A testre gyakorolt hatások

Jan Nedergaard

Nedergaard szerint a barna zsír több klasszikus endokrinológiai területtel is közvetlen vagy közvetett módon lép kölcsönhatásba.

"Az elmúlt 5 évben rájöttünk, hogy az ember rendelkezik olyan szervvel, amelyet korábban nem ismertünk fel, és ennek funkciója jelentősen befolyásolhatja más tanulmányok értelmezését, különösen az endokrinológiában" - mondta az Endocrine Today-nek. "A noradrenalin és a pajzsmirigyhormonok metabolikus hatása a nyilvánvaló jelölt, de a glükokortikoidok és a nemi hormonok is befolyásolhatják a barna zsírt és ily módon az anyagcserét."

A barna zsír jó hatásainak számos oka a termogenezis speciális funkciója. Ez magában foglalja a lipid-felhasználás és a glükózfelvétel elősegítésének képességét, Smith szerint.

A barna zsírról kimutatták, hogy kényelmes módon melegen tartja az emberi testet, növeli az energiafogyasztást, segít a szervezetnek extra kalóriákat elégetni, ha túl sokat fogyasztanak, és felveszik a vérből a glükózt (ellensúlyozza a cukorbetegséget) és a zsírt, amelyek együttesen hatnak az anyagcserére szindróma.

Richard szerint egy aktív hőtermelő effektor, például a BAT jelenléte hasznos eszköz lehet az energia eloszlásához, majd a zsírfelesleg megakadályozásához.

"Fontos, hogy annak ellenére, hogy a hidegnek való kitettség" fel tudja ébreszteni a BAT-ot ", nem szabad ezt elképzelni a fogyás egyik módjaként" - mondta.

Általában a barna zsírral kapcsolatos negatív hatások még mindig ismeretlenek.

Aaron M. Cypess

"Minden bizonnyal elképzelhető, hogy az ellenőrizetlen barna zsír aktivitása veszélyesen magas testhőmérsékletet okozhat, de ezt még nem látták" - mondta Cypess.

Ezenkívül a barna zsír aktiválása a szimpatikus idegi stimuláció eredményeként jön létre, amelyet a pulzus és a vérnyomás növekedésével hoztak összefüggésbe. Ezek a kardiovaszkuláris mellékhatások azonban a barna zsírtól függetlenül is előfordulhatnak, mondta Smith.

Van Marken Lichtenbelt elmondta, hogy az állatkísérletek azt mutatták, hogy egyes daganatok növelhetik a BAT aktivitását, és ezeknél a betegeknél végzett retrospektív vizsgálatok azt mutatják, hogy a BAT fokozottan előfordul.

"Vannak arra utaló jelek, hogy barna zsírszövet érintett lehet, és ezekben az esetekben az extra energiafogyasztás valószínűleg nem jó" - mondta.

Potenciális kezelések; út előtt

"Gondosan megtervezett, prospektív tanulmányokat kell végezni a barna zsír működésének és a betegségre való hajlamának értékelésére" - mondta Smith. "Hasonlóképpen további kutatásokat igényel az is, hogy a barna zsír a fogyás vagy az anyagcserével kapcsolatos betegségek gyógyszeres terápiájaként alkalmazható-e."

A terület előrehaladása érdekében több tanulmány indokolt, beleértve azokat is, amelyek arra összpontosítanak, hogy miként értékeljék a barna zsír mechanizmusait az UCP1 működésére vonatkozóan; a növekedés és a regresszió szabályozása; hogyan lehet aktívan tartani; emberi képessége; a barna zsír aktiválása hidegen és farmakológiai úton; barna zsír toborzás; szerepe a metabolikus szindrómában és az idősekre gyakorolt hatása.

Egyszerűen fogalmazva: "több ismeretre van szükségünk a BAT biológiájáról" - mondta van Marken Lichtenbelt. Az endokrinológusoknak tisztában kell lenniük azzal is, hogy az elhízás fő oka a túl sok táplálékfelvétel. Bár a BAT segíthet, ez nem nyújt előnyöket, ha kompenzálja a további fogyasztás.

További megválaszolatlan hosszú távú kérdés azok a lehetséges kezelések, amelyek felhasználhatók a barna zsír megcélzásához, akár környezeti hőmérséklet-szabályozással, bizonyos élelmiszer-összetevőkkel vagy gyógyszerekkel, amelyek növelik az energiafelhasználást.

"Jelenleg a hidegben töltött idő bizonyosan működik" - mondta Cypess. "Ez nem olyan kényelmes, mint egy hosszú távú megközelítés, és nem világos, hogy ez mennyire lenne hatékony az idő múlásával."

Richard elmondta, hogy bár a BAT emberben való jelenlétét és metabolikus aktivitását bizonyító tanulmányok felértékelték az energiamérleg és az elhízás BAT-tanulmányozása iránti érdeklődést, további kutatásokra van szükség annak körülményeinek megvizsgálására, amelyekre ez alkalmazható, például étrend, környezet és drogok.

"Csoportunk és mások is részt vesznek a BAT termogenezisének ellenőrzésében részt vevő agyi utak megfejtésében" - mondta. "A BAT aktivitását fiziológiailag a szimpatikus idegrendszer vezérli, amelynek aktivitását számos agyi hely szabályozza, beleértve az energiaegyensúly-szabályozásban részt vevő helyeket is."

Tanulmányok folynak annak meghatározására is, hogy miként lehet a szövet növekedni, különösen farmakológiai módszerekkel, hogy ez klinikailag értelmes és biztonságos módon kalóriát égethessen el. Ezenkívül a folyamatban lévő vizsgálatok célja a fehér zsírszövet barnává alakításának molekuláris biológiájának vizsgálata.

"Jelenleg azt mondhatjuk, hogy nagy lehetőség van a barna zsír terápiás eszközként történő alkalmazására is, de még több jó kísérletre lesz szükség, hogy kiderítsük, mennyire hasznos lesz az elhízás és a cukorbetegség kezelésében" - mondta Cypess.

A BAT szabályozásának és toborzásának jobb megértése végső soron az elhízás és az ahhoz kapcsolódó rendellenességek, például a 2-es típusú cukorbetegség kezelésének fejlesztéséhez vezethet - mondták a szakértők.

"Annak a felismerésnek, hogy" új "szervünk van, át kell gondolnunk az anyagcserével kapcsolatos korábbi elképzeléseit, és minél többet tudunk erről a szervről, annál nagyobb az esély arra, hogy tevékenysége segíthet bennünket" - mondta Nedergaard. - Tara Grassia

További információért:

Boström P. Természet. 2012; 481: 463-468.
Cannon B. J Clin Invest. 2012; 122: 486-489.
Cypess AM. N Engl J Med. 2009; 360: 1509-1517.
Orava J. Cell Metab. 2011; 14: 272-279.
Ouellet V. J Clin Invest. 2012; 122: 545-552.
Saito M. Diabetes. 2009; 58: 1526-1531.
van Marken Lichtenbelt WD. N Engl J Med. 2009; 360: 1500-1508.
Vijgen G. PLoS One. 2011; 6: e17247.
Virtanen KA. N Engl J Med. 2009; 360: 1518-1525.
Zingaretti MC. FASEB J. 2009; 23: 3113-3120.

Közzététel: Dr. Cypess konzultációt folytatott a Bristol-Myers Squibb és a Pharmalucence Inc. céggel. Dr. Nedergaard több vállalat tanácsadója, aki vizsgálja a barna zsír emberekben történő felhasználásának lehetőségét az egészség javítása érdekében. Dr. Spiegelman az Ember Therapeutics alapítója és részvényese, amely az irizint engedélyezte a Dana-Farber Cancer Institute-tól. Dr. Richard, Smith és van Marken Lichtenbelt jelentése szerint nincs releváns pénzügyi közzététel.

Figyelembe véve az étrend által kiváltott termogenezissel kapcsolatos adatokat, úgy gondolja, hogy a barna zsír klinikailag hasznos lesz?

Adataink összekapcsolódtak a testmozgás hatásával, valamint a zsír és az étrend által kiváltott termogenezis aktiválásával.

Bruce M. Spiegelman

Tudjuk, hogy az emberek barna zsírral rendelkeznek, és az a kérdés, hogy mi aktiválhatja azt, mennyit aktiválhat, és vannak-e mellékhatásai a barna zsírra vonatkozó számos más ismeretlen válasz mellett. Jelenleg a rendelkezésünkre álló információkkal csak nem tudjuk a választ ezekre a kérdésekre. Tudjuk, hogy rágcsálókban aktiválható, és optimista vagyok, hogy az adatok ugyanúgy megjelennek. Ez minden bizonnyal egy új ötlet, új adatokkal, de hogy ez meddig megy, az még várat magára.

Úgy gondolom, hogy a barna zsírnak klinikai haszna lesz, bár ez rágcsáló adatokon alapul. Eddig az utak robosztusnak tűnnek és ésszerűek, mert az emberek többségében jelentős barna zsírraktárak vannak. Van néhány olyan összefüggő adat, amely összefügg az elhízás és a cukorbetegség mértékével; az elv bizonyítása azonban nem történik meg. Ezen a ponton szerintem nagyon ígéretesnek tűnik.

Bruce M. Spiegelman, PhD, Stanley J. Korsmeyer sejtbiológiai és orvostudományi professzor a Dana-Farber Cancer Institute-ban, Harvard Medical School.

Közzététel: Dr. Spiegelman az Ember Therapeutics alapítója és részvényese, amely irizint engedélyezett a Dana-Farber Cancer Institute-tól.

Az étrend által kiváltott termogenezis ellentmondásos téma, és egy ideje vitatott.

Clifford Rosen

Az előformázott barna zsír elsősorban adaptív mechanizmusként létezik a hideg hőmérsékletekhez (azaz hőtermelés a testhőmérséklet fenntartása érdekében, különösen újszülötteknél és néhány hibernált állatnál). Bizonyíték van arra, hogy az élelmiszer-fogyasztás során hő keletkezik, de eredete nem világos, és nem biztos, hogy barna-szerű adipocitákból származik-e. Felmerül az a kérdés is, hogy bizonyos étrendek képesek-e stimulálni a barnaszerű adipocitákat a szimpatikus idegrendszer aktiválásával a specifikus zsírraktárakban. A bizonyítékok nem meggyőzőek, de képalkotási és funkcionális vizsgálataink nagyobb finomításával címezhetők lehetnek. Időközben a teljes táplálékfogyasztás kritikus meghatározója a súlygyarapodásnak a fehér zsírtartalom bővülése miatt, és a testmozgás továbbra is nagyszerű módja a fogyásnak, bár ennek a csökkenésnek minden mechanizmusa nem biztos.

Még mindig nem világos, hogy mi történik az előformált BAT-val az interscapularis régióban az öregedéssel, bár úgy tűnik, hogy az életkor nem annyira „barna”. Tudjuk, hogy barnaszerű adipociták életkoronként létezhetnek fehér zsírraktárakban, és a szimpatikus idegrendszer stimulálhatja őket. Ez azt jelenti, hogy lehetséges, ha van olyan szerünk, amely egy béta-adrenerg agonista, és amely bekapcsolhatja a barnaszerű adipocitákat, ennek klinikai haszna lehet. Nem világos, hogy krónikusan bekapcsolhatja-e a BAT-ot a interscapular régióban. Hideg expozícióval nagyon átmenetileg, de hosszú távon nem lehet meghatározni.

Clifford Rosen, MD, a Maine Medical Center Research Institute vezető tudományos munkatársa.

Közzététel: Dr. Rosen nem számolt be releváns pénzügyi közzétételről.