Какво общо има всичко това със затлъстяването? По принцип термогенезата в ТАМ се разглежда като основен механизъм, чрез който след преминаване на първата трепереща фаза бозайниците поддържат телесната температура, когато са в студена среда.

  • Aleix Gavaldà Navarro
  • Катедра по биохимия и молекулярна биомедицина, Биологически факултет, Институт по биомедицина на Университета в Барселона и Център за биомедицински изследователски мрежи "Физиопатология на затлъстяването и храненето"
  • Франческо Вилароя
  • Катедра по биохимия и молекулярна биомедицина, Биологически факултет, Институт по биомедицина на Университета в Барселона и Център за биомедицински изследователски мрежи "Физиопатология на затлъстяването и храненето"
  • Марта Жиралт
  • Катедра по биохимия и молекулярна биомедицина, Биологически факултет, Институт по биомедицина на Университета в Барселона и Център за биомедицински изследователски мрежи "Физиопатология на затлъстяването и храненето"

КАФЯВ АДИПОЗЕН ТЪКАН, ЕНЕРГИЙНИ РАЗХОДИ И ЗАТЪЛВАНЕ

Разбирането на механизмите, които причиняват затлъстяването, както и идентифицирането на цели за интервенция за неговото лечение или профилактика изискват познаване на основните биохимични и физиологични процеси, които определят енергийния баланс в организма и, сред тях, процесът е от съществено значение за енергийните разходи. От години знаем, че заедно с основния метаболизъм и разходите, свързани с физическото натоварване, адаптивната термогенеза е ключов фактор за променливостта на енергийните разходи при индивидите и важен компонент в склонността към затлъстяване. В продължение на десетилетия изследванията върху физиологията на този процес се фокусират върху изучаването на кафява мазнина или кафява мастна тъкан (MAR), мястото, където се появява тази адаптивна термогенеза, особено при експериментални животни. През последните години това проучване се засили поради доказателствата за важна роля на ТАМ по отношение на затлъстяването при хората.

От края на 70-те години на миналия век знаем, че кафявият адипоцит има уникална биохимична техника, която прави този тип клетки машина за генериране на топлина.

Механизмът за производство на топлина на TAM се основава на присъствието на митохондриалния разединяващ протеин UCP1 във вътрешната митохондриална мембрана на кафявите адипоцити. UCP1 с ере пропускливост за протоните към споменатата мембрана, като по този начин причинява разединяване на дихателната верига по отношение на окислителното фосфорилиране. Това означава, че енергията, която функционирането на дихателната верига инвестира за установяване на протонния градиент от двете страни на вътрешната митохондриална мембрана, се инвестира в производството на топлина, вместо в синтеза на АТФ, който се случва в конвенционалните митохондриални клетки. От друга страна, загубата на дихателен контрол от ADP води до високи нива на окисление, които подпомагат производството на топлина. Тази висока дихателна активност се поддържа благодарение на активното усвояване на метаболитни субстрати, главно мастни киселини от хидролизата на ендогенни и циркулиращи триглицериди и глюкоза от циркулацията (Фигура 1).

активността

ЧОВЕШКИ КАФЯВ АДИПОЗЕН ТЪКАН, НОВА ВИЗИЯ В 21 ВЕК

Последващи проучвания при популации с различни етнически, възрастови или полови компоненти единодушно потвърждават наблюдението, че пациентите със затлъстяване показват намаляване на активността на ТАМ. Очевидните ограничения на изследванията върху хора все още не ни позволяват да установим дали, както при гризачите, ниската активност на ТАМ е причина за затлъстяване и не може да се изключи обратната ситуация, т.е. затлъстяването причинява спад. При пациенти със затлъстяване, подложени на бариатрична хирургия, е забелязано, че загубата на тегло е свързана с увеличаване на активността на ТАМ, но все още няма проучвания, които да ни позволят да установим какво се случва първо след операцията, ако загубата на тегло или дейност на ТАМ. Във всеки случай, намаляването на споменатата активност при пациенти със затлъстяване е в съответствие с намаляване на тяхната адаптивна термогенеза и енергийни разходи.

НОВИТЕ ЦВЕТОВЕ НА АДАПТИВНИТЕ РАЗХОДИ ЗА ЕНЕРГИЯ: БЕЖОВА ТЪКАНА

АКТИВИРАЙТЕ КАФЯНАТА АДИПОЗНА ТЪКАН ЗА БОРБА С ПЪТНОСТТА, ФАРМАКОЛОГИЧНО И ХРАНИТЕЛНО ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВО

Като се има предвид всичко по-горе, очевидно е, че в контекста на изследванията на затлъстяването, активирането на TAM е стратегия, която трябва да се изследва с цел активиране на енергийните разходи и допринасяне (заедно с други мерки, очевидно), за да се попречи на индивида да установи положителен енергиен баланс и затлъстяване се предотвратява или намалява.

Както споменахме, ниската температура на околната среда е най-мощният стимул за активиране на ТАМ, както и за потъмняване на бялата мастна тъкан. Има изследвания, които предполагат, че удължаването на времето, прекарано при високи температури на околната среда през последните десетилетия поради разширяването на отоплението и повишаването на преференциалната температура на комфорт, може да допринесе за разширяването на затлъстяването в западните общества. Неотдавнашно проучване, проведено от мрежата Di @ betes, описва положителна връзка между околната температура и разпространението на затлъстяването в Испания. В Съединените щати вече е пуснато на пазара някакво оборудване за локално охлаждане на горните области на гръдния кош с потенциална индукция на активността на ТАМ; обаче няма надеждни доказателства за неговата полезност. Вероятно най-голямото бъдещо значение при разглеждането на температурата във връзка със затлъстяването и активирането на TAM ще дойде от адекватната оценка на степента, до която комфортната околна температура на работното място или у дома трябва да се вземе предвид като най-факторът на околната среда. Или по-малко обезогенен.

Амбиентният студ активира ТАМ чрез симпатиковата нервна система, която чрез нервните терминали, инервиращи ТАМ, освобождава норепинефрин, който действа върху бета-адренергичните рецептори на повърхността на кафявия адипоцит и генерира вътреклетъчните каскади за активиране на термогенезата. Следователно, използването на симпатомиметици по принцип би било очевидна стратегия за активиране на ТАМ при затлъстели индивиди. За съжаление, досега няма молекули с достатъчна специфичност и използването на симпатомиметици е отхвърлено поради вредните им странични ефекти върху сърдечно-съдовата система. Неотдавнашно проучване показа, че mirabegron, бета3-адренергичен активатор, одобрен за лечение на синдром на свръхактивен пикочен мехур, активира BAD при здрави доброволци, но не е известно дали този ефект може да се прояви при пациенти със затлъстяване и в безопасни дози.

Тази ситуация доведе през последните години до активни изследвания за идентифициране на неадренергични механизми на активиране на ТАМ (и/или покафеняване). Идентифицирани са различни хормонални фактори от чернодробен, чревен и дори сърдечен произход, сред които хормоналният фактор FGF21, който е молекула в процес на активно разследване като средство против диабет и затлъстяване, за което вече има някои пилотни проучвания при пациенти със затлъстяване . В тази област особено интересно е изследването на възможни молекули, присъстващи в диетата, които биха могли да имат ефект върху ТАМ. Различни изследвания показват, че молекулите от семейството на капсаицините, присъстващи в диетата и които взаимодействат с TRP йонните канали („преходен рецепторен потенциал“), могат да активират ТАМ както директно, така и индиректно при животински модели, както и при хора.

Не трябва да се забравя, че високата степен на окисление на субстратите за производство на топлина прави ТАМ място за активно оттичане на липиди и глюкоза от циркулацията. Експериментални проучвания показват, че е възможно активирането на ТАМ, освен че има по-голям или по-малък ефект върху теглото на индивида, да насърчи намаляването на хипергликемия и хиперлипидемия, често срещани при затлъстели индивиди.

СЕКРЕТАРНАТА РОЛЯ НА TAM: НОВИ КАНДИДАТИ В ЛЕЧЕНИЕТО НА ЗАТЪЛВАНЕ И СВЪРЗАНИ ПАТОЛОГИИ

Напоследък се появява нова физиологична роля на ТАМ въз основа на неговите секреторни свойства. Няколко проучвания показват, че трансплантацията на малки количества TAM при затлъстели мишки силно подобрява затлъстяването и свързаните с него заболявания като диабет. Това не може да се обясни с присъщата термогенна активност на трансплантирания ТАМ и се предполага, че ТАМ ще освободи ендокринни фактори със системен ефект върху метаболизма. Ще бъдем свидетели на сценарий, подобен на случилото се преди няколко десетилетия с бяла мастна тъкан, която след откриването на лептина има ендокринна роля и производствен капацитет на така наречените адипокини. Няколко „кафяви адипокини“ или „батокини“ започнаха да се идентифицират и са очевидни кандидати за лечение на пациенти със затлъстяване, за да имитират връзката между активния ТАМ и здравословния метаболитен профил.

В обобщение, в момента сме свидетели на интензивни изследвания, целящи да се възползват от уникалните физиологични свойства на ТАМ за облекчаване на затлъстяването. Многобройни фармакологични и хранителни стратегии са в ход, за да се опитат да активират ТАМ при пациенти със затлъстяване и по този начин да благоприятстват неговите присъщи свойства, които насърчават енергийния разход, способността му да оттича глюкоза и липиди, като по този начин предотвратява хипергликемията и хиперлипидемията, често свързани със затлъстяването, и се възползва от неговите възможности сигнализиране на цялото тяло.

ЗА ДА ПРОЧЕТЕТЕ ПОВЕЧЕ

Cannon B, Nedergaard J. "Кафява мастна тъкан: функция и физиологично значение." Physiol Rev. 84 (2004) 277-359

Villarroya F, Cereijo R, Villarroya J, Giralt M. „Кафява мастна тъкан като секреторен орган“ Nat Rev Endocrinol. (2016) 12. септември doi: 10.1038/nrendo.2016.136