Vědci objevují alternativní buněčný proces pro produkci tepla, který může zvýšit metabolické zdraví.
Vědci na Washington University School of Medicine v St. Louis odhalili dříve neznámý mechanismus, kterým může hnědý tuk – typ tuku, který spaluje energii – řídit metabolismus těla. Ve studiích myší zjistili, že hnědý tuk může použít buněčné palivo k výrobě tepla způsobem, který zvyšuje metabolické zdraví. Tyto výsledky poukazují na nové strategie pro cílení hnědého tuku v léčbě stavů, jako je obezita a inzulín odpor.
Zjištění byla nedávno zveřejněna v časopise Příroda.
Hnědý tuk je odlišný od bílého tuku, který slouží jako dlouhodobá energetická rezerva a od svalu, který poskytuje okamžité energii pro aktivitu. Místo toho se hnědý tuk specializuje na přeměnu kalorií odvozených od potravin na teplo. Tato produkce tepla je nezbytná pro udržení tělesné teploty v chladném prostředí a expozice chladu může zvýšit hladinu hnědého tuku. Vzhledem k jeho schopnosti spalovat kalorie vědci navrhli, že stimulace hnědého tuku by mohla hrát roli v terapiích hubnutí.
„Cesta, kterou jsme identifikovali, by mohla poskytnout příležitosti k zaměření na stranu výdajů na energii rovnice hubnutí, což potenciálně usnadňuje tělu spalování více energie tím, že pomáhá hnědému tuku produkovat více tepla,“ řekl vyšší autor Irfan Lodhi, profesor medicíny v divizi endokrinologie, metabolismu a lipid výzkumu medicíny. „Zvyšování tohoto druhu metabolického procesu by mohlo podpořit hubnutí nebo kontrolu hmotnosti způsobem, který je možná snadnější udržovat v průběhu času než tradiční stravování a cvičení. Je to proces, který v podstatě plýtvá energií – zvyšuje výdaje na klid – ale to je dobrá věc, pokud se snažíte zhubnout.“
Záložní ohřívač v hnědém tuku
Tradiční pohled na to, jak hnědý tuk generuje tepelná centra na mitochondriích, často popisovaných jako elektrárny buňky. V této tkáni se mitochondrie mohou přepnout z produkce buněčné energie na generování tepla působením proteinu známého jako odpojení proteinu 1. Vědci však dlouho pozorovali, že i myši postrádající tento protein v jejich hnědém tuku jsou stále schopny spalovat energii a produkovat teplo a produkovat teplo a produkovat teplo, což naznačuje, že buňky mají alternativní způsoby generování tepla.
Nejnovější studie poukazuje na peroxisomy jako klíčové přispěvatele k tomuto systému zálohování. Peroxisomy jsou malé struktury v buňkách, které se specializují na rozkládání mastných kyselin. Vědci zjistili, že expozice chladu zvyšuje počet peroxisomů v hnědém tuku. Tento nárůst byl ještě větší u myší, které chyběly odpojení proteinu 1, což naznačuje, že peroxisomy mohou pomoci převzít produkci tepla, když jsou ohroženy mitochondriální dráhy.
Role ACOX2
Lodhi a jeho kolegové zjistili, že peroxisomy konzumují palivo a produkují teplo v metabolickém procesu, který se soustředí na klíčový protein v těchto buněčných částech zvaných acyl-CoA oxidáza 2 (ACOX2). Myši chybějící ACOX2 v hnědém tuku ztratily určitou schopnost tolerovat chlad, což vykazovalo nižší tělesné teploty po expozici chladu ve srovnání s typickými myší. Kromě toho ve srovnání s typickými myší jejich tkáně dobře nevyužily hormonální inzulín regulační v krvi a byly náchylnější k obezitě, když byly krmeny s vysokým obsahem tuku.
Naproti tomu myši geneticky vytvořené tak, aby byly neobvykle vysoké množství ACOX2 v hnědém tuku, vykazovaly zvýšenou produkci tepla, lepší toleranci studené a zlepšenou citlivost na inzulín a kontrolu hmotnosti, když byly krmeny stejné dietě s vysokým obsahem tuku.
Pomocí fluorescenčního tepelného senzoru, který vyvinuli, vědci zjistili, že když ACOX2 metabolizoval určité mastné kyseliny, hnědé buňky hnědého tuku se teplejší. Použili také infračervenou tepelnou zobrazovací kameru, aby ukázali, že myši postrádající ACOX2 produkovaly méně tepla v jejich hnědém tuku.
Důsledky pro lidi
Zatímco lidská těla mohou tyto mastné kyseliny vyrábět, molekuly se také nacházejí v mléčných výrobcích a lidském mateřském mléce a jsou vyráběny určitými střevními mikroby. Lodhi uvedl, že to zvyšuje možnost, že dietní intervence založená na těchto mastných kyselinách-jako je potrava, probiotický nebo „nutraceutický“ zásah-by mohla zvýšit tuto tepelnou výrobu a příznivé účinky, které má. On a jeho kolegové také zkoumají možné sloučeniny léčiva, které by mohly aktivovat ACOX2 přímo.
„I když jsou naše studie u myší, existují důkazy, které naznačují, že tato cesta je u lidí relevantní,“ řekl Lodhi. „Předchozí studie zjistily, že jedinci s vyššími hladinami těchto mastných kyselin mají tendenci mít indexy nižší hmotnosti tělesné hmotnosti. Ale protože korelace není příčinnou příčinnou příčinnou příčinou, naším dlouhodobým cílem je otestovat, zda stravovací nebo jiné terapeutické intervence, které zvyšují úrovně těchto mastných kyselin nebo že zvyšují aktivitu ACOX2, by mohla být užitečná při vytočení této tepelné produkční dráhy v peroxisomech a posilování lidí a pomoci lidem a ztrátu jejich metabolických zdraví.“
Reference: „Peroxisomální metabolismus rozvětvených mastných kyselin reguluje reguluje hostované Homesis“ od Xejing Liu, Anyuan He, Dongliang Luke, Min Tan, Abenezer Abere, Parniyan Migrazin, Bilal Ahmad, Brian Kleiboeker, Brian N. Finch, Mohamed Zayed, Katsuhiko Funai, Jonathan R. Brustoff, Ali Javaheri, Patricia Weisensee, Bettenna Mittendorfer, Fong-fu Hsu, Paul P. Van Veelth, Clay Razani, Clay F. Semenkovich a Irfan J. Lodhi J. Lodhi, 2025, Příroda.
Dva: 10.1038/S41586-025-09517-7
Tato práce byla podporována Národní zdravotní ústavy (NIH), grantová čísla R01DK133344, R01DK115867, R01DK132239, GM103422, T32DK007120, S10 OD032315, DK020579 a DK056341; a evropským infrantierem-I3 financovaným FP7. Obsah je pouze odpovědností autorů a nemusí nutně představovat oficiální názory NIH.
Lodhi a Liu jsou pojmenováni na prozatímní patentové aplikaci podané Washingtonské univerzitou související s cílením na aktivaci ACOX2 jako léčby obezity a souvisejících metabolických onemocnění.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
