Ожирение: Обурение жировой ткани.

Для такого опасного и превалирующего врага здоровью как ожирение, мы к удивлению знаем не много. Мы должны многое узнать о том как например жировая ткань накапливает и сжигает жиры, какие клетки отвечают за эти функции, есть ли связь между внешней и внутренней средой организма или это сугубо генетическая проблема. Все эти вопросы задают многие люди включая исследователей и врачей.

Photo from Wikipedia.org

Изначально процесс ожирения это наш "друг", т.к. в ходе своей жизнедеятельности организм homo sapiens подвергался и подвергается различным трудностям из вне таким как голод и холод. Жировая ткань играет важную роль в сохранении гомеостаза в нашем организме, и является страховочным депо на случай уменьшения поступления питательных веществ.
Но если лишние калории прибывают в постоянном ритме, то клетки белой жировой ткани начинают пролиферировать для того чтобы справляться с накоплением лишних калории, и тихо но верно этот процесс начинает обретать извращённые формы (если поступление лишних калории не прекращается).

рисунок 1

В итоге мы видим следующую картину (рисунок 1): жировая ткань в обычном состоянии хорошо снабжается кислородом благодаря кровеносным сосудам и капиллярам которые обволакивают её. Но в процессе интенсивной пролиферации жировой ткани, кровеносные сосуды не поспевают за ростом жировых клеток и со временем отдалённые от кровеносного снабжения участки подвергаются гипоксии что в итоге приводит к смерти жировых клеток. Мёртвые клетки дают сигнал макрофагам для того чтобы они очистили жировую ткань от мёртвых адипоцитов и тем самым контролируя потенциальную воспалительную угрозу. Но если увеличение белой жировой массы не замедляется это приводит к тому что макрофаги не успевают пожирать мёртвых адипоцитов что приводит к выбросу наружу потенциально токсичных агентов из адипоцитов и приводит к эскалации воспаления, метаболическому дисбалансу и увеличивает риск к таким заболеваниям как диабет 2-го типа (рисунок 1).
Это упрощённый классический сценарий развития ожирения который может привести к хроническому воспалению в жировой ткани

рисунок2

Но клеточный состав жировой ткани гетерогенный и на сегодняшний день выделяют два основных типа жировой ткани, это белая жировая ткань и бурая жировая ткань. Они отличаются не только по цвету но и по функциональности.
Белая жировая ткань нацелена больше на накопление жиров. Когда как, бурая жировая ткань наоборот в большей степени заточена на утилизацию жиров в целях выделения тепла (рисунок 2).

Также они отличаются и морфологически, белые клетки имеют большие жировые капли, и маленькое количество митохондрии, в противовес, у бурых клеток размеры жировых капель намного меньше а количество митохондрии больше (конечно же есть и разница в экспрессии определённых генов и протеинов, но я не буду писать об этом т.к. это будет слишком сложно и долго) (рисунок 2).
Тем самым активация бурой жировой ткани действует в противовес процессу ожирения (где в большей степени вовлечены белые жировые клетки), но к сожалению в теле человека количество бурой жировой ткани очень маленькое по сравнению с белой.

Этот факт заинтересовал многих исследователей, а ещё больший интерес к бурым клеткам привлекла одна работа проделанная в 2012 году когда исследователи показали что если поместить животных в холодное помещение то количество буро-подобных жировых клеток увеличивается (исследователи определили буро-подобные клетки как отдельную популяцию клеток что в целом до сих пор остаётся дискуссионной темой). А это значит что существуют процессы которым под силу, активизировать и увеличить количество бурых или буро-подобных  клеток (рисунок 3). В литературе буро-подобные жировые клетки ещё называют как Бежевые beige, brown-in-white, или brite адипоциты.

рисунок 3

Но стоит заметить что обурение это обратимый процесс, так в 2013 году исследователи из Швейцарии показали что если, после содержания в холодных условиях, мышей поместить в обычные условия то уровень буро-подобных клеток со временем уменьшается (рисунок 3).
До сих пор остаётся открытым вопросом откуда эти буро-подобные клетки появляются, некоторые считают что существуeт определённая ниша в белой жировой ткани в которой находятся клетки-предшественники буро-подобных клеток другие же считают что белые жировые клетки имеют способность к обурению под влиянием холода или физических нагрузок, и конечно никто не исключает возможность существования обоих источников одновременно.
Самый лучший стимулятор обурения жировой ткани является холод, но холод как терапевтическое средство не совсем оптимальный вариант.
На сегодняшний день существуют несколько кандидатов (протеинов) которые потенциально могут индуцировать обурение жировой ткани. Я остановлюсь только на одном из них это FGF21 (фиброластный фактор роста 21). Было показано что инъекция FGF21 индуцировала экспрессию генов (т.к. UCP1 uncoupled protein 1)  отвечающих за обурение в белой жировой ткани. Когда как, мыши у которых ген кодирующий FGF21 был удалён показали повреждённую реакцию организма на холод.
В 2013 году провели маленькое клиническое исследование (178 человек) на людях страдающими ожирением и/или 2-ым типом диабета. Результаты показали что люди леченные синтетическим вариантом FGF21 продемонстрировали пониженный уровень липопротеинов низкой плотности (на 20-30%), общий холестерин (на 15-19%) и увеличение липопротеинов высокой плотности (на 15-20%) по сравнению с плацебо.
Также у леченных пациентов наблюдалось понижение веса на 1.3-1.5 кг но этот результат не был статистически значим.
Так что можно сказать что существуют позитивные моменты в изучении клеточных и молекулярных процессов ожирения, но многое надо ещё исследовать и исследовать....

Использованная литература:
Cell Metab. 2013 18(3):307-9.
Genes & Dev. 2012. 26: 271-281
Nature 2011 481, 463–468
Cell Metab. 2013 18(3):333-40.
Cell. 2012 150(2):366-76.
Nature Cell Biology 15, 659–667 (2013)