Ученые выяснили, как бурый жир у мышей помогает сжигать калории, преобразуя их в тепло. Команда обнаружила, что ключевую роль в этом процессе играют метаболические процессы в пероксисомах, в которых важное место занимает белок ацил-КоА-оксидаза 2 (ACOX2). Пероксисомы — это небольшие внутриклеточные структуры, участвующие в переработке молекул жира. Исследователи показали, что у мышей без ACOX2 после воздействия низких температур температура тела была ниже, чем у обычных мышей. Кроме того, их ткани были менее чувствительны к инсулину, который регулирует уровень сахара в крови. Также мыши без ACOX2 были более склонны к ожирению при питании жирной пищей. Исследование открывает новые возможности для лечения метаболических заболеваний, таких как инсулинорезистентность и ожирение. Работа опубликована в журнале Nature.
Бурый жир — это вид жировой ткани, который помогает телу вырабатывать тепло. У животных и людей он находится в основном в области шеи, верхней части спины и вокруг ключиц. В отличие от обычного белого жира, который запасает энергию, бурый жир сжигает калории и превращает их в тепло. Это особенно важно для поддержания температуры тела в холодную погоду. У взрослых людей бурого жира меньше, чем у детей, но он все равно помогает поддерживать обмен веществ и здоровье.
Исследователи изучили, как бурый жир у мышей помогает сжигать калории, вырабатывая тепло. Они сосредоточились на белке ACOX2, который участвует в метаболических процессах в пероксисомах — клеточных структурах, где происходит переработка жиров.
Для экспериментов команда использовала мышей с разным уровнем ACOX2 в буром жире: обычных особей, мышей, у которых этот белок отсутствовал, и генетически модифицированных с повышенным уровнем ACOX2. Ученые помещали их в холодную среду, чтобы стимулировать активность бурого жира. Измерение температуры тела показало, что мыши без ACOX2 хуже переносили холод — их тело остывало быстрее, чем у обычных животных.
Чтобы увидеть, сколько тепла вырабатывает бурый жир, исследователи применили инфракрасную тепловизионную камеру. У мышей без ACOX2 бурый жир выделял меньше тепла по сравнению с контрольной группой. Также ученые использовали флуоресцентный датчик тепла, который позволял измерять температуру клеток бурого жира во время обмена жирных кислот.
Результаты показали, что пероксисомы в буром жире помогают вырабатывать тепло даже тогда, когда митохондрии не справляются. При этом уровень пероксисом увеличивается при охлаждении, особенно у мышей без разобщающего белка 1 (UCP-1), который обычно отвечает за выработку тепла в митохондриях. Это говорит о том, что пероксисомы могут компенсировать потерю митохондриями способности вырабатывать тепло.
Кроме того, ученые отметили у генетически модифицированных мышей с повышенным уровнем ACOX2 лучшую способность переносить холод, повышенную чувствительность к инсулину и лучшую регуляцию веса при питании с высоким содержанием определенных жиров по сравнению с обычными мышами.
Исследователи также подчеркнули, что жирные кислоты, которые метаболизируются с помощью ACOX2, встречаются в молочных продуктах и вырабатываются кишечными микроорганизмами. Это открывает перспективы для разработки пищевых добавок или лекарств, которые могут усилить этот процесс и помочь бороться с ожирением.
«Хотя наши исследования проводились на мышах, есть основания полагать, что этот механизм работает и у людей. Предыдущие исследования показали, что у людей с более высоким уровнем определенных жирных кислот, как правило, ниже индекс массы тела. Но поскольку корреляция не является причиной, наша долгосрочная цель — проверить, могут ли диетические или другие терапевтические меры, повышающие уровень этих жирных кислот или активность ACOX2, способствовать активации этого механизма выработки тепла в пероксисомах и помогать людям терять вес и улучшать обмен веществ», — рассказал Ирфан Лодхи из Вашингтонского университета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
