Изследователите на CNIC са открили механизъм, който обяснява как макрофагите регулират затлъстяването. Резултатите, публикувани в Nature Metabolism, могат да бъдат използвани за разработване на нови лечения за това заболяване и за някои свързани патологии, като затлъстяване на черния дроб или диабет тип 2.

начин

В Испания се изчислява, че през 2030 г. ще има 27 милиона възрастни със затлъстяване./Pixabay

Макрофагите са клетки на имунната система, които освен че са от съществено значение за ранния отговор на инфекциите, играят основна роля за правилното функциониране на нашите тъкани и регулирането на затлъстяването. Сега учени от Националния център за сърдечно-съдови изследвания (CNIC) показват как се случва това регулиране в работа, публикувана днес в Nature Metabolism, която може да се използва за проектиране на нови лечения за болестта и някои свързани патологии, като затлъстяване на черния дроб или тип 2 диабет.

Изследването, което е сътрудничило на Калифорнийския университет в Лос Анджелис (САЩ), Университета на Източна Финландия и Университетската болница Куопио (Финландия), както и университетите в Саламанка и Комплутенсе в Мадрид, обяснява как активирането на митохондриалните метаболизмът на макрофагите, който възниква в отговор на оксидативен стрес, генериран от излишните хранителни вещества, допринася за възпаление на мастната тъкан и затлъстяване.

Активирането на метаболизма на макрофагите, произведен в отговор на излишните хранителни вещества, допринася за възпаление на мастната тъкан и затлъстяване

„През последните десетилетия различни изследвания показват, че при нормални условия макрофагите в мастната тъкан осигуряват противовъзпалителна и възстановителна среда, помагайки да се деактивира всеки процес, който променя нормалната функция на тази тъкан; тези макрофаги са известни като противовъзпалителни или тип М2 ”, обяснява Хосе Антонио Енрикес от CNIC. Въпреки това, в определени ситуации "М2 макрофагите интерпретират стрес сигнали, които обикновено се появяват в отговор на инфекция, и насърчават възпалението като защитен механизъм", добавя той.

Тези възпалителни процеси, възникнали от макрофаги, потвърждава Enriquez, са отговорни за появата на промени, които засягат мастната тъкан и "са в основата на затлъстяването и на метаболитния синдром, свързан със сърдечно-съдови заболявания, затлъстяване на черния дроб или диабет тип 2". По този начин, в отговор на излишъка от хранителни вещества, генерирани от диета с високо съдържание на мазнини, "макрофагите променят своята функция и благоприятстват възпалителните процеси, образувайки провъзпалителни макрофаги от" тип М1 "," продължава той.

Промени в митохондриалния метаболизъм

Изследванията са анализирали как метаболитните промени в макрофагите регулират този възпалителен процес, който е в основата на затлъстяването и метаболитния синдром.

Магнитен резонанс на мишки, показващ (с по-светъл цвят) увеличаването на телесните мазнини, когато се прилага диета с високо съдържание на мазнини. Тези промени се тълкуват от макрофагите като сигнал за опасност, като се различават от M1 макрофагите, които се характеризират с натрупване на мастни капчици (в зелено). M1 увеличават възпалението и увреждането, свързани със затлъстяването. Когато генът Fgr е инактивиран, макрофагите стават по-малко чувствителни към стресови сигнали, запазвайки защитна противовъзпалителна роля (М2), намалявайки натрупването на телесни мазнини./CNIC

Новите открития, посочва Ребека Акин-Перес, понастоящем в американската институция, „разкриват как откриването на сигнали за окислителна опасност - известни като реактивни кислородни видове - от макрофаги предизвиква промени в митохондриалния метаболизъм на споменатите имунни клетки, за които те са необходими тяхната диференциация към провъзпалителен тип M1 ".

„Този ​​оксидативен стрес присъства при пациенти с болезнено затлъстяване и изглежда е свързан с диета, богата на мазнини, често срещана при неадекватната западна диета“, пояснява Ацин-Перес. Изследванията показват, че ако споменатият оксидативен стрес се намали, "някои от вредните параметри, свързани със затлъстяването, се отслабват", казва Дейвид Санчо от CNIC.

В предишни проучвания учените са открили, че Fgr протеинът е ключов за регулирането на активността на един от комплексите на митохондриалната електронно-транспортна верига, комплекс II, в отговор на този оксидативен стрес и благоприятства генерирането на сигнали (цитокини и метаболити) които насърчават имунния отговор.

В тази работа, Салвадор Ибора посочва, „ние показахме, че същият този молекулярен механизъм регулира процеса на преобразуване на противовъзпалителен макрофаг (М2), който регулира тъканната функция в макрофаг от провъзпалителен тип (М1), в който се натрупват капчици липидна (фиг. 1). Балансът между двата вида M2/M1 макрофаги е от решаващо значение за правилното функциониране на тялото ".

Ролята на възпалението

Въпреки че възпалението е нормален отговор на организма и е полезно да се изправи срещу агресията, когато е остро и преходно, то е много вредно, когато стане персистиращо или хронично, дори ако е с ниска степен. Това обясняват изследователите при затлъстяване и метаболитен синдром и води до по-висока сърдечно-съдова смъртност или поява на диабет.

Данните предполагат възможността за използване на специфични инхибитори на протеина Fgr като лечение за пациенти със затлъстяване или такива с метаболитен синдром.

Информацията, предоставена от тази нова работа, показва, че в отсъствието на Fgr протеин, черният дроб увеличава способността си да елиминира мазнини, генерирайки кетонни тела (химични съединения, произведени от кетогенеза, процес, при който мазнините в тялото се използват като източник на енергия ), които се елиминират чрез урината, а също така подобряват промените, които затлъстяването причинява в метаболизма на глюкозата (диабет тип 2).

Резултатите, получени при мишки, са потвърдени в човешки кохорти, където авторите са открили силна корелация между експресията на Fgr и отрицателните ефекти, произтичащи от затлъстяването.

Изследователите заключават, че техните данни предполагат възможността за използване на специфични инхибитори на протеина Fgr като лечение на пациенти със затлъстяване или пациенти с метаболитен синдром, с цел намаляване на свързаното възпаление и по този начин подобряване на параметрите, свързани с тези патологии, като мастна тъкан черен дроб или диабет тип 2, като по този начин спомага за увеличаване на продължителността на живота и качеството на живот.

Затлъстяването е един от основните здравословни проблеми, тъй като е замесен в развитието на сърдечни заболявания, инсулти, рак, чернодробна стеатоза, метаболитни синдроми, високо кръвно налягане и някои автоимунни заболявания.

Комбинацията от прекомерен прием на хранителни вещества, липса на физическа активност и генетични рискови фактори води до дисбаланс в търсенето на енергия спрямо консумираното, което инициира затлъстяване. Само в Испания се изчислява, че до 2030 г. ще има 27 милиона възрастни, 80% мъже и 55% жени, с проблеми със затлъстяването или наднорменото тегло.

Справка:

Acin-Perez, R., Iborra, S., Martin-Mateos, Y., Cook, E. C. L., Conde-Garrosa, R., Petcherski, A.,. . . Enriquez, J. A. (2020). Fgr киназа е необходима за провъзпалително активиране на макрофаги по време на затлъстяване, предизвикано от диета. Природен метаболизъм. doi: 10.1038/s42255-020-00273-8

Изследователи от Центъра за онлайн биомедицински изследвания за слабост и здравословно стареене (CIBERFES) и Центъра за биомедицински изследвания в мрежата за сърдечно-съдови заболявания (CIBERCV) са си сътрудничили в проучването и са получили финансиране от Международната организация за научна програма за човешки граници ( HFSP RGP0016/2018).