A barna zsír feltöltése az elhízás elleni küzdelemhez

Miért segíthet a termosztát leengedése a dudorcsatában?

küzdelemhez

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Regisztráció "data-newsletterpromo button-link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "ArticleBody">

A legtöbb ember számára a „kövér”, különösen a bőr alatt kidudorodó, négybetűs szó. A combunk kacagásra készteti; annak megszüntetésére tett kínzó kísérleteink ellenére is elmarad. A túl sok növeli a szívbetegségek és a 2-es típusú cukorbetegség (az állapot leggyakoribb formája) kockázatát. Évtizedek óta kutatók keresték a lehetőségeket, hogy csökkentse a közös zsírraktárakat, mert úgy tűnt, hogy több kárt okoznak, mint hasznot.

De a biológia ritkán ilyen egyszerű. A 2000-es évek végén számos kutatócsoport önállóan felfedezett valamit, ami szétzilálta a testzsír abszolút veszélyeivel kapcsolatos konszenzust. A tudósok már régóta tudták, hogy az emberek legalább kétféle zsírszövetet termelnek - fehéret és barnát. Minden fehér zsírsejt egyetlen nagy, olajos csepp formájában tárolja az energiát, de egyébként viszonylag inert. Ezzel szemben a barna zsírsejtek sok kisebb cseppet, valamint gesztenyeszínű molekuláris gépeket tartalmaznak, amelyek mitokondriumként ismertek. Ezek az organellák viszont égetik a cseppeket, hogy hőt termeljenek. Azok a csecsemők, akiknek még nem alakult ki a borzongás képessége a testhőmérsékletük fenntartása érdekében, a melegség érdekében a nyakban és a váll körüli barna zsír termogén lerakódásaira támaszkodnak. A nyomozók mégis azt feltételezték, hogy minden barna zsír eltűnik gyermekkorban. Az új eredmények mást tártak fel. A felnőtteknek is barna a zsírjuk.

Hirtelen az emberek elkezdtek olyan kifejezéseket dobogni, mint a szent grál, hogy leírják a barna zsír ígéretét az elhízás leküzdésére. Az ötlet vonzóan egyszerű volt: ha a kutatók kitalálnák, hogyan lehet a testet arra ösztönözni, hogy extra barna zsírt termeljen, vagy valahogy felpezsdítsék a meglévő barna zsírt, akkor nagyobb mennyiségű kalória alakulna hővé, ezzel csökkentve a fehér zsír lerakódásait.

A barna zsír azonban nehéznek bizonyult, részben azért, mert felnőtteknél olyan nehéz volt megtalálni. Ezenkívül egyes szakértők kételkedtek abban, hogy elegendő barna zsír maradhat-e a felnőtt testben ahhoz, hogy nagy változást hozzon az elhízottak számára. Végül, a barna zsír legmelegebb felmelegedésének és a legegyszerűbb módja az, ha alacsony hőmérsékletnek teszik ki az embereket, ami némileg csökkenti a barna zsír vonzerejét, mint súlycsökkentő eszközt. Minél több kutató tudott meg a barna zsírról, annál több bonyodalom és kérdés merült fel.

Most azonban a barna zsír megértése sarkon fordul. A tudósok új módszereket tanultak meg a bőr alatti elhelyezkedés pontos meghatározására. A legfrissebb bizonyítékok arra utalnak, hogy valóban elhízottaknál is képes csökkenteni a felesleges zsírtartalékokat. A kutatók olyan vegyületeket is azonosítottak, amelyek képesek aktiválni a barna zsírt anélkül, hogy kellemetlenül hűlni kellene. Bármennyire is furcsán hangzik, a zsír fontos szövetségessé válhat az elhízás elleni küzdelemben.

Nagy zsír bonyolultságok
2009 - ben három különböző csoport önállóan publikált cikkeket a New England Journal of Medicine megerősítve aktív felnőtt zsírsejtek felfedezését egészséges felnőtteknél. A nyomozók a következő öt évet arra gondolták, hogyan lehet könnyebben és részletesebben tanulmányozni a barna zsírt.

A barna zsír bőr alatti elhelyezkedésének legnépszerűbb módszere a test átvizsgálása kombinált pozitronemissziós és számítógépes tomográfia (PET-CT) segítségével. Ez a technika nagyon részletes képeket készít a test belsejéről, de költséges és invazív eljárást igényel - mondja Paul Lee, a Sydney-i Garvan Orvostudományi Kutató Intézet kutatási tisztje. Az ilyen vizsgálatok elvégzése érdekében az orvosok először radioaktív, de jóindulatú cukormolekulák oldatait adják be a betegeknek. Amint a barna zsírsejtek belsejében lévő mitokondriumok működni kezdenek, elfogyasztják a radioaktív cukrot, amely gammasugarakat bocsát ki, amelyeket a vizsgálat PET része képes felismerni. A CT-vizsgálat felvázolja a különböző típusú szöveteket, és a két technológia kombinációja azonosítja azokat a barna zsírsejteket, amelyek aktívak, miközben figyelmen kívül hagyják az összes alvó lerakódást.

Lee szerint számos új módszer van a láthatáron, amelyek megkönnyíthetik és sokkal pontosabbá tehetik az emberekben a barna zsír vizsgálatát. A tudósok például kitalálták a barna zsír mérésének módját mágneses rezonancia képalkotással (MRI), amely technológia óriási mágnesek segítségével ártalmatlanul igazítja a testben lévő vízmolekulákat oly módon, hogy a különböző szövetekről részletes képek készüljenek, és ez sokkal kevésbé invazív, mint a PET-CT-vizsgálatok, mert injekciók nem szükségesek. Egy másik viszonylag olcsó és nem invazív lehetőség a termikus képalkotás, amely azonosítja a barna zsír hotspotjait a bőr alatt a felül lévő bőr hőmérsékletének figyelemmel kísérésével.

Mivel a barna zsír tanulmányozásának eszközei javultak, a kísérletezők megkérdőjelezték a korábbi pesszimizmust azzal kapcsolatban, hogy képes-e az embereknek fogyni. Egy 2012-es tanulmányban hat férfi három órán át inaktív maradt, miközben hideg öltönyt viselt, amely 64,4 Fahrenheit-fokos vizet keringett a bőrén - elég hideg ahhoz, hogy csökkentse testhőmérsékletét anélkül, hogy túlzott borzongást okozna. Így a kutatók biztosak lehetnek abban, hogy a három óra alatt elégetett többletkalória többségét barna zsírsejtek költötték el, nem pedig remegő izmok.

Az önkéntesek további 250 kalóriát égettek el, összehasonlítva azzal, amit három órányi inaktivitás során használtak volna fel tipikusabb beltéri hőmérsékleten. Bár ez nem tűnhet soknak, napi két héten keresztüli napi 250 kalória elegendő energiát emésztene fel ahhoz, hogy egy fogyókúra fogyjon egy kiló zsírt. "Az anyagcsere hosszú távú nagyon szerény növekedése is jelentős súlycsökkenéshez vezethet" - mondja Barbara Cannon, a stockholmi Wenner-Gren Kísérleti Biológiai Intézet fiziológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban.

A legújabb kísérletek azt is feltárták, hogy a barna zsír előnyei messze túlmutatnak a kalóriák elégetésén. Egy 2011-es, egereken végzett tanulmány megállapította, hogy a barna zsír a véráramból vett trigliceridekkel táplálkozhat - pontosan olyan zsírmolekulák, amelyekről ismert, hogy növelik a metabolikus szindróma kialakulásának esélyét, amely olyan állapotcsoport, amely növeli a szívbetegségek, agyvérzés és a cukorbetegség kockázatát . A barna zsírsejtek cukormolekulákat is szívnak a vérből, amelyek csökkenthetik a 2-es típusú cukorbetegség kockázatát; krónikusan magas vércukorszint rombolja a szervezet azon képességét, hogy kezelje ezeket a szinteket, ami viszont megalapozza a cukorbetegséget.

Bézs hatalom
Ezekre a megállapításokra figyelemmel egyre több tudós és biotechnológiai vállalat próbál olyan módszereket kidolgozni, amelyekkel megszaporíthatja a testben található barna zsírsejtek számát, vagy valamilyen módon fokozhatja aktivitásukat. Ezenkívül azt vizsgálják, hogy a fehér zsírsejtek hogyan alakulnak át olyan szövetekké, amely sokban viselkedik, mint a barna zsír - amit „bézs” vagy „brite” (barna-fehérben) zsírnak neveznek.

Annak kiderítése, hogy a hűvös hőmérséklet váltja-e ki a bézs zsír termelését, a barna zsír felpörgetése mellett jó kiindulópontnak tűnt. Tavaly japán kutatók arra kérték 12 fiatal férfit, akiknek az átlagosnál alacsonyabb az aktív barna zsírmennyisége, hogy üljön egy 63 ° F-os szobában napi két órán át hat hétig. Eleinte a tanulmány résztvevői átlagosan 108 extra kalóriát égettek el a hidegben a normálisabb beltéri hőmérséklethez képest. Hat hét elteltével azonban testük további 289 kalóriát égetett a hidegben, és a PET-CT-vizsgálatok azt mutatták, hogy a bézs zsír aktivitása valóban megnőtt. Hasonlóan idős és egészséges férfiak csoportja, akiket nem volt többször kitéve a hidegnek, anyagcseréjükben nem változott. A kutatók úgy gondolják, hogy a hat hét alatt az alacsony hőmérséklet növelte egy nevezett gén aktivitását UCP1, amely úgy tűnik, hogy irányítja a fehér zsír átalakítását bézs zsírrá.

Nem kedveli az alacsony hőmérsékletet? A kutatók több olyan molekulát azonosítottak, amelyek képesek stimulálni a fehér zsír ilyen „barnulását”, hideg nélkül. Két 2012-es tanulmány kimutatta, hogy az irizin nevű hormon, amely testgyakorlás után szabadul fel az izomsejtekből, a fehér zsírt barna zsírként viselkedik. E tanulmányok egyikében a kutatók egereknek egy olyan gént adtak be, amely megháromszorozta a hormon szintjét az elhízott egerek vérében, és a vérkeringésükben veszélyesen nagy volt a cukormennyiség. Az egerek mindössze 10 nap alatt lefogytak és visszanyerték glükózszintjüket.

Kimutatták, hogy a testmozgás is növekszik UCP1 aktivitás a barna zsírban, ezáltal aktívabbá válik. A jelenleg vizsgált egyéb természetes eredetű barnulási stimulátorok közé tartozik az agyi eredetű neurotróf faktor - egy molekula, amely általában elősegíti az idegsejtek növekedését - és a SIRT1, egy olyan fehérje, amelynek célja továbbra is titokzatos, de ez segíthet a testnek a stressz kezelésében.

Míg a meglévő fehér zsír átalakítása bézs zsírrá ígéretes megközelítés, egyes kutatók, köztük a Cannon is, úgy gondolják, hogy hasznosabb lehet maga a barna zsír mennyiségének növelése. 2013-ban és kollégái arról számoltak be, hogy a barna zsír legalább ötször több tárolt energiát képes égetni, mint a bézs zsír. Ideális esetben Cannon szerint a tudósok megtanulják, hogyan lehet a barna zsírraktárakat felnőtt korukban ekkora és aktívan tartani, mint csecsemőkorban: "A cél a barna zsír örök fenntartása legyen, ahelyett, hogy újra létre kellene hozniuk."

Sok kutató bízik abban, hogy végül speciális barna zsír alapú kezeléseken fognak részt venni, bár a legtöbben elismerik, hogy az ilyen beavatkozások valószínűleg legalább 10 évre vannak. Időközben azonban az önmotivált egyének elkezdhetik alkalmazni a barna zsírral kapcsolatos felismerések egy részét saját életükben. "Kétségtelen, hogy az egészségtelen táplálkozás és a mozgásszegény életmód az elhízás-járvány két fő mozgatórugója" - mondja Lee, de "a hőmérséklet-ingadozásnak való kitettség hiánya finoman hozzájárulhat."

Más szavakkal, a központi fűtésnek vannak hátrányai, részben azért, mert tompíthatja a barna zsír aktivitását. Senki sem kész arra, hogy javasolja a termosztát télen történő leállítását a fogyás egyik módjaként - bár ez kétségtelenül pénzt takarít meg a fűtési számláján. Hogy ez segíthet-e a krónikus betegségek megfékezésében és elhárításában, azt még várni kell.

Ez a cikk eredetileg "A barna zsír leküzdheti az elhízást?" Címmel jelent meg. in Scientific American 311, 2, 30-32 (2014. augusztus)