Обмеження калорій стає білим жировим коричневим

Обмеження споживання їжі призводить до перетворення білих жирових клітин в більш метаболічно активні коричневі жирові клітини за допомогою імунної відповіді, показує дослідження на мишах.

Елісон Ф. Такемура

25 серпня 2016 р

"Стаття чудово характеризує це явище", - сказав Аджай Чаула з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, який не брав участі в роботі. "І це, здається, механічно визначає шлях, який ми визначили".

Хоча в цьому дослідженні встановлено, що дієта індукує "початковий" фенотип - при якому біла жирова тканина починає експресувати більше енерговитратних коричневих жирових клітин - Чаула та його колеги раніше показали, що низькі температури, інший екстремальний стан, можуть дати той самий ефект.

Вчені дуже зацікавлені дізнатися, як це робити.

Вже відомо кілька станів, які роблять білу жирову тканину більш коричневою - серед них низькі температури, втрата мікробів та шунтування шлунка. Фаббіано та його колеги припустили, що спільною рисою всіх цих переживань було збільшення витрат калорій порівняно з споживанням.

Скорочення калорій в екстремальних кількостях - скажімо, на 40 відсотків - пов’язане на моделях тварин з більш тривалим терміном життя та покращенням стану здоров’я, таким як покращення функції печінки та підшлункової залози. Команда Фаббіано припустила, що перетворення жиру може бути частиною способу, яким обмеження калорій надає свої переваги, і що, як пропонували Чаула та інші, вроджена імунна відповідь може пов'язати ці два.

Щоб перевірити свою гіпотезу, вчені відстежували, як змінюється жир у мишей з обмеженим вмістом калорій та мишей із ожирінням (лептин-нокаут), вивчаючи роль імунної системи у змінах складу жирової тканини.

Протримавши групу худорлявих мишей-самців протягом чотирьох тижнів на дієті з обмеженим вмістом калорій, використовуючи візуалізацію ПЕТ-КТ, команда порівняла запаси підшкірного та вісцерального жиру тварин із запасами нежирних мишей із вільним доступом до їжі. Дослідники виявили, що обидві жирові прокладки у обмежених калорій мишей містять більше коричневих жирових клітин. Замість однієї великої ліпідної кулі у своїх клітинних тілах коричневі жирові клітини мають кілька менших крапельок. Ці клітини також щільніші і містять більше мітохондрій (усі ознаки, завдяки яким вони виглядають темнішими, звідси і «коричневий» прізвисько).

Щоб підтвердити, що жировий жир змінює метаболізм тварин, команда тестувала мишей у холодному середовищі (43 ° F). Потім, за допомогою інфрачервоного зображення, дослідники контролювали, як миші регулювали тепло протягом 12 годин.

Миші з обмеженим вмістом калорій, здавалося, спалювали більше енергії, ніж їхні аналоги, що вільно харчуються. Зображення знизу показало, що у мишей з обмеженим вмістом калорій жир, що починає, також виробляє більше тепла, ніж жир, що міститься у контрольних мишей. Коли команда протестувала обмеження калорій на мишах, що вибивали лептин, їх жир також збивався, і тварини залишалися теплішими на морозі.

Імунна сигналізація у обмежених калорій мишей також змінилася, повідомила команда, з вищими рівнями інтерлейкіну- (IL) 4 та IL13, які характерні для імунної відповіді типу 2. Щоб перевірити, чи відповідала ця реакція за перетворення жиру, дослідники повністю видалили імунну систему: вони використовували випромінювання для знищення стовбурових клітин у кістковому мозку мишей та трансплантували кістковий мозок або повністю функціональними клітинами імунної системи дикого типу, або дефектні (вибиті в субодиниці спільних рецепторів для IL4 та IL13).

Тільки миші з інтактною імунною реакцією відчували відмову. Миші, не здатні реагувати на реакцію типу 2, все ще втрачали вагу на дієті з обмеженим вмістом калорій, але нетипово. "Що було справді дивовижним [те, що] ці миші не втрачають ваги у своєму підшкірному жирі, хоча їх вісцеральний жир зменшується", - сказав Фаббіано The Scientist. "Це означає, що для зменшення кількості жиру в певних регіонах тіла вам потрібно підсмажити цей жир".

Дебора Клег, дослідник внутрішньої медицини з медичного центру Седарс-Сінай у Лос-Анджелесі, штат Каліфорнія, яка спостерігала зливання жиру у мишей, які перенесли шлунковий шунтування, сказала, що була дещо здивована модельними системами, які вибрала команда. "Я думаю, що вперше я бачила, як хтось бере худу мишку і робить її більш стрункою", - сказала вона вченому. Те, що ожирілі миші були генетичними нокаутами, також могло вплинути на їх реакцію, додала вона. “Ми робимо це, щоб ми могли задати питання, як ми можемо допомогти [сотням] мільйонам людей, які страждають ожирінням, схуднути? І це [дослідження миші] не відповідає на це питання ".

Фаббіано стверджував, що худі миші були кращим вибором для цієї роботи. "Нам потрібна була здорова модель, імунокомпетентна і без будь-яких перешкод, щоб спочатку вивчити загальну реакцію на обмеження калорій", - сказав він. “Звичайно, з терапевтичної точки зору цікавіше використовувати ожиріну мишу. Але [вони] можуть також приховувати якийсь загальний механізм. . . у них через їх ожиріння ».

Чавла сказав, що вважає дослідження строгим, але зазначив, що Фаббіано та його колеги, можливо, пропустили другий посередницький механізм: вплив температури. Тваринам стає тепліше, коли вони їдять, тому миші на дієті з обмеженим вмістом калорій можуть відчувати себе крутіше, пояснив він.

Дійсно, команда зауважила, що у мишей з обмеженим вмістом калорій загальна температура тіла нижча. Отже, це може бути температура, яка спричиняє коричневий жир тварин, сказав Чаула. "Очевидно, з мого боку це спекуляції", - сказав він. "Але вони формально цього не виключили".