Увеличение количества жировых клеток, вероятно, не то, чего хочет большинство людей, хотя это может быть именно то, что им нужно для борьбы с диабетом и другими заболеваниями. Как и где организм может добавлять жировые клетки, остается загадкой, но два новых исследования, проведенных Юго-Западным университетом штата Юта, дают ответы о том, как работает этот процесс.
В исследованиях, опубликованных сегодня в Интернете в Cell Stem Cell, описываются два разных процесса, влияющих на образование новых жировых клеток. Один сообщает, как на создание жировых клеток влияет уровень активности крошечных органелл внутри клеток, называемых митохондриями. Другой описывает процесс, который предотвращает развитие новых жировых клеток в одной области накопления жира у мышей – области, которая коррелирует со здоровым подкожным жиром прямо под кожей у людей. (Оба исследования были проведены на мышах.)
Во втором исследовании широко применяемое противораковое лекарство способно дать толчок к созданию здоровых жировых клеток у мышей, и это открытие открывает возможность применения лекарств в будущем для людей.
«Хотя жир не популярен, пока люди переедают, им нужно место для хранения лишних калорий», – объясняет Филипп Шерер, доктор философии.D., директор Центра исследований диабета Touchstone в Юго-Западном Юта и старший автор первого исследования митохондрий. По его словам, есть два варианта: выжать больше липидов (жира) в существующие жировые клетки и увеличить их размер, что приведет к таким проблемам, как воспаление и, в конечном итоге, диабет; или создание новых жировых клеток, чтобы помочь распределить нагрузку. Правильно хранящийся жир – в слоях жировых клеток под кожей (подкожный жир), которые не перегружены, а не вокруг органов (висцеральный жир) или даже внутри органов, – это здоровая альтернатива, говорит он.
Проблемы возникают, если существующие жировые клетки оставляют сами по себе, чтобы они наполнились кровью, – добавляет Рана Гупта, доктор философии.D., доцент кафедры внутренних болезней и старший автор второго исследования. "Когда эти клетки настолько перегружены, что они больше не могут этого выносить, они в конечном итоге умирают или становятся нефункциональными, разливая липиды в местах, не предназначенных для хранения жира."
Эти липиды могут перемещаться в печень, что приводит к ожирению печени; в поджелудочную железу, что приводит к диабету; или даже в сердце, вызывая сердечно-сосудистые заболевания, говорит Гупта. Висцеральный жир или брюшной жир может окружать органы, вызывая воспаление.
Самое здоровое место для хранения жира – это подкожный жир, добавляет Гупта. По иронии судьбы, именно здесь мыши в его исследовании были наименее способны создавать новые жировые клетки, несмотря на то, что там также присутствовали клетки-предшественники, подобные стволовым клеткам, предназначенные для превращения в жировые клетки, говорит он.
Исследование Гупты выявило процесс, который предотвращает развитие клеток-предшественников в жировые клетки подкожного пахового жира у мышей.
Белок HIF-1a (сокращенно от гипоксии-индуцируемого фактора-1 альфа) играет центральную роль в этом процессе. Он запускает серию клеточных действий, которые в конечном итоге инактивируют второй белок, называемый PPARgamma, ключевой драйвер образования жировых клеток.
Эти белки обнаружены как у людей, так и у мышей. Фактически, по словам Гупты, в культуре предшественников подкожных жировых клеток человека HIF-1a также ингибировал создание новых жировых клеток.
В исследовании Гупты на мышах исследователи использовали генетический подход для ингибирования HIF-1a и обнаружили, что клетки-предшественники могут затем образовывать подкожные паховые жировые клетки, и меньшее количество из них были воспаленными или фиброзными.
Затем они протестировали лекарство от рака иматиниб (торговая марка Gleevec) и обнаружили, что он имеет такой же эффект. Препарат от рака был опробован, потому что было известно, что он оказывает благотворное влияние на диабет у онкологических больных с обоими заболеваниями, говорит Гупта.
В исследовании Шерера исследователи манипулировали белком под названием MitoNEET во внешней мембране митохондрий клеток-предшественников, органеллах, известных как энергетические установки клеток. В результате митохондриальная дисфункция и падение клеточного метаболизма привели к тому, что клетки-предшественники потеряли способность превращаться в новые жировые клетки и усилили воспаление.
"Это исследование показывает, что мы можем управлять готовностью клеток-предшественников стать жировыми клетками," Шерер говорит. "Способность привлекать новые жировые клетки, пощекотав эти предварительно жировые клетки, чтобы превратить их в жировые клетки, очень важна и оказывает глубокое благотворное влияние на здоровье, особенно в среде, склонной к ожирению, в которой мы все живем."
Он говорит, что теперь его цель – разработать лекарство, которое могло бы стимулировать митохондриальную активность.
"Понимание механизма – важный первый шаг," Шерер говорит, ссылаясь на результаты двух исследований. "В будущем нам придется научиться управлять этими процессами фармакологически."