Hnedý tuk schudnúť s adipocytmi PZ - farmaceutické noviny
Christina Hohmann-Jeddi/Okrem bieleho tukového tkaniva existuje aj hnedá. To neukladá energiu, ale spaľuje ju. Možným prístupom k liečbe obezity je preto zvýšenie alebo aktivácia podielu hnedého tuku v ľudskom tele. V súčasnosti sa intenzívne skúma.
Tukové vankúšiky, ktoré si ľudia nanášajú pod kožu a do brucha v dôsledku permanentného nadbytku kalórií, pozostávajú z bieleho tukového tkaniva. Z dlhodobého hľadiska zvyšujú riziko mnohých chorôb, ako sú kardiovaskulárne choroby, cukrovka 2. typu, rôzne druhy rakoviny a nealkoholické tukové ochorenie pečene.
"width =" 260 "height =" 187 "/>
Mráz pre postavu: vnútorné kúrenie sa aktivuje v chladnom prostredí. Hnedý tuk využíva energiu na výrobu tepla.
Foto: Shutterstock/Dean Drobot
Zvláštnu úlohu zohráva brušný tuk (viscerálny tuk), ktorý je chronicky zapálený, najmä ak máte veľkú nadváhu. Pre veľmi obéznych pacientov je bariatrická chirurgia jedinou účinnou možnosťou - so všetkými súvisiacimi rizikami. Na rozdiel od toho neexistujú žiadne účinné lieky na liečbu obezity. Samotné tukové tkanivo by mohlo ponúknuť východiskový bod, a to vo forme hnedého tuku.
Takmer všetky cicavce majú hnedý tuk, najmä ako novorodenci. Nachádza sa tiež v oblasti hrudníka a krku u dojčiat. Slúži predovšetkým na ochranu pred hypotermiou, a to nie prostredníctvom izolácie, ale prostredníctvom výroby tepla. Je to preto, že hnedé tukové bunky majú schopnosť uvoľňovať energiu generovanú počas oxidácie mastných kyselín vo forme tepla. Proces známy ako termogenéza. Najmä pre malé cicavce je preto hnedé tukové tkanivo dôležité na udržanie ich telesnej teploty. Okrem toho sa podieľa aj na regulácii energetickej rovnováhy: prejedanie tiež aktivuje termogenézu, ktorá zvyšuje spotrebu energie a mala by pomôcť udržiavať konštantnú telesnú hmotnosť.
Stále nie je jasné, akú fyziologickú úlohu má u ľudí hnedé tukové tkanivo. Dlhý čas sa predpokladalo, že tento druh tuku už nie je prítomný u dospelých. Teraz je známe, že dospelí majú stále hnedé tukové tkanivo, aj keď v rôznej miere. Podľa súčasného stavu výskumu podiel klesá so zvyšujúcim sa vekom a zvyšujúcim sa indexom telesnej hmotnosti.
Teplo namiesto ATP
Biele a hnedé tukové bunky sa líšia nielen funkciou, ale aj morfológiou. Biele adipocyty sú veľké sférické bunky, ktoré ukladajú triglyceridy ako dodávatelia energie do jednej veľkej vakuoly. To môže tvoriť až 90 percent objemu bunky. Hnedé adipocyty sú na druhej strane menšie a majú tiež lipidy v niekoľkých menších vakuolách, ktoré spolu zaberajú iba asi 50 percent objemu bunky. Za hnedastú farbu je zodpovedný vysoký počet mitochondrií. V týchto bunkových elektrárňach sa mastné kyseliny oxidujú v dýchacom reťazci, pričom uvoľnená energia sa používa na vytvorenie nosiča energie ATP. Funguje to inak v hnedých tukových bunkách: v nich je uvoľnenie energie oddelené od tvorby ATP proteínom odpojujúcim proteín 1 (UCP1). Vyskytuje sa výlučne v hnedých tukových bunkách a je ukazovateľom ich schopnosti termogenézy.
Aktivita hnedého tukového tkaniva je riadená sympatickým nervovým systémom; preto je silne inervovaný noradrenergickými nervovými vláknami parenchýmu. Noradrenalín aktivuje lipolýzu, tvorbu mitochondrií a syntézu UCP1 prostredníctvom β3 adrenergných receptorov na povrchu hnedých tukových buniek. Najdôležitejšie známe stimuly pre aktiváciu sú vystavenie chladu a príjem potravy.
Zmeňte bielu na hnedú
Biele a hnedé tukové tkanivo nie je navzájom striktne oddelené, ale spája sa navzájom. V týchto zmiešaných oblastiach sa nachádzajú tukové bunky, ktoré sú morfologicky a funkčne medzi bielymi a hnedými adipocytmi, referuje profesor Dr. Antonio Giordano z University of Ancona v Taliansku a jeho kolegovia v recenznom článku v časopise „Nature Reviews Drug Discovery“ (DOI: 10.1038/nrd.2016.31). Považujú sa za nový typ hnedých tukových buniek, ktoré sa často označujú ako béžové alebo brite - z angličtiny: brown in white. Tieto adipocyty majú tiež UCP1, a teda schopnosť termogenézy, ale iba po predchádzajúcej stimulácii.
"width =" 250 "height =" 152 "/>
Hnedé tukové bunky uprostred bieleho tukového tkaniva.
Podľa autorov recenzie je tukové tkanivo konvertibilným orgánom. Aspoň u myší je hnedé tukové tkanivo belšie s vekom a so zvyšujúcou sa telesnou hmotnosťou. Naopak, chronické pôsobenie chladu, fyzický tréning alebo β3-adrenergná stimulácia vedie k výraznému opáleniu bieleho tukového tkaniva. Je to spôsobené tvorbou béžových tukových buniek so súčasným poklesom bielych. Či už béžové adipocyty vznikajú priamo z bielych premenou alebo sú novo vytvorené, bolo doteraz kontroverzné. Autori píšu, že by sa mohli vyskytnúť rôzne mechanizmy formovania v závislosti od veku a druhu. Podľa súčasného stavu výskumu sú béžové tukové bunky odvodené z iných prekurzorových buniek ako hnedé, ale jedna hypotéza naznačuje, že majú rovnaké prekurzory ako biele.
Avšak vznikajú: Dobrým prístupom v liečbe obezity by bolo zvýšenie počtu béžových tukových buniek mrhajúcich energiou, rovnako ako aktivácia existujúceho hnedého tuku. Najjednoduchší spôsob, ako to dosiahnuť, je vystavenie chladu. Namiesto vyhrievania bytu na príjemnú teplotu by ste mali nechať svoje telo pracovať na udržaní telesnej teploty, tvrdia holandskí vedci. Tím na čele s profesorom Dr. Wouter van Marken Lichtenbelt z Maastrichtskej univerzity v roku 2013 v časopise »JCI« (DOI: 10.1172/JCI68993). Napríklad desaťdňový protokol vystavenia účinkom chladu u 17 zdravých dobrovoľníkov zvýšil aktivitu buniek hnedých tukov a termogénny výkon. Ako dlho tento efekt trvá a do akej miery skutočne vedie k chudnutiu, nie je jasné.
Rôzne ciele v dohľade
Ďalšou možnosťou je farmakologická aktivácia buniek hnedého tuku alebo ich získavanie. Niektoré molekuly a signálne transdukčné dráhy, ktoré regulujú tieto procesy, boli objavené v posledných rokoch a preto ponúkajú potenciálne ciele. Ovplyvnenie β3-adrenoreceptorov je zrejmé. V pokusoch na zvieratách zodpovedajúce agonisty viedli k premene bielych na hnedé tukové bunky, a to v subkutánnom aj vo viscerálnom tukovom tkanive, píšu Giordano a kol. Jedným z problémov s tým však je, že receptory p3 sa nachádzajú aj v iných tkanivách a tkanivovo špecifickí agonisti nie sú k dispozícii. To platí aj pre väčšinu ďalších doteraz identifikovaných možných cieľov. Patria sem mineralokortikoidové receptory, neurotropný faktor pochádzajúci z mozgu (BDNF), receptor-y aktivovaný proliferátorom peroxizómu (PPAR-γ) a cyklooxygenáza 2.
Pracovná skupina na čele s Dr. Wiebke Fenske z univerzity v Lipsku v časopise »EMBO Molecular Medicine«: enzým fosfodiesteráza 10A (PDE10A), ktorý je exprimovaný v striate, oblasti mozgu a v tukovom tkanive (DOI: 10,15252/emmm.201506085). V štúdiách na myšiach selektívna blokáda enzýmu inhibítorom MP-10 zvýšila termogenézu a spotrebu energie, čo viedlo k zníženiu hmotnosti u zvierat s nadváhou. Zlepšila sa tiež citlivosť na inzulín. Okrem toho podávanie MP-10 aktivovalo expresiu termogénnych génov v ľudských hnedých adipocytoch.
Celá rada typov PDE je exprimovaná v tukových bunkách. Už v predklinických štúdiách sa preukázalo, že chronická blokáda PDE1, -3B, -4 a -5 vedie k zvýšeniu aktivity alebo hmotnosti hnedého tuku.
Avšak na rozdiel od PDE10A sú tieto enzýmy veľmi rozšírené a vyskytujú sa v mnohých orgánoch, a preto by použitie inhibítorov ako liekov na obezitu bolo podľa publikácie pravdepodobne obmedzené nežiaducimi účinkami. Je známe, že inhibítory PDE4, ako je roflumilast a apremilast, znižujú hmotnosť.
V súčasnosti sa skúma veľa prístupov, ale predtým, ako sa na trh dostanú prvé účinné látky, ktoré špecificky ovplyvňujú aktivitu hnedého tuku, je potrebný rozsiahly výskum. /
- K prehľadu medicína.