Elhízás elleni védelem A szalonnát barna zsírral égesse el
A zsír nem csak zsír: Míg az egyik a felesleges kalóriákat tárolja a szalonna tekercsekben, a másik ellenkező hatást fejt ki - zsírégetést és hőtermelést eredményez. Az anyagcsere különbségei a külső megjelenésben is megmutatkoznak. A magas zsírtartalom az energiatároló szövet típusának fehér színt, a sejterőművek, a mitokondriumok, az energiát deflagráló típus pedig barna árnyalatot ad.
A barna zsír fontos szerepet játszik az élet elején. Fűtőelemként szolgál az újszülöttek számára, mivel a kisgyermekek izmai még nem képesek hidegrázással ellensúlyozni a hipotermiát. Amint megszerzik ezt a képességet, a hőtermelő szövet elveszíti jelentőségét. A sokáig feltételezettekkel ellentétben azonban ez nagyrészt nem pusztul el. Sőt, még a felnőtteknél is jelentős mennyiségű barna zsír van.
Az elhízás ellen védő zsír
A főleg a felsőtest területén elhelyezkedő fűtőbetéteket véletlenül fedezték fel: A radiológusok tomográfiai jelekkel találkoztak a daganatos betegek mellkasában, amelyek metabolikusan aktív szövetből származnak. Amit eredetileg degenerált szövetnek gondoltak, végül barna zsírnak bizonyult. Mivel ez rontotta a tumor diagnózisát, a betegeket ezt követően meleg környezeti hőmérsékleten vizsgálták. Ezután a zavaró jelek eltűntek a képernyőről, felfedve személyazonosságukat.
Nem minden ember rendelkezik egyformán barna zsírral. Amint azt számos tanulmány kimutatta, a testes embereknél általában kisebb a hőszöveti lerakódás, mint a karcsú embereknél. A benne lévő zsírsejtek, az adipociták, túlsúlyos embereknél is láthatóan alacsonyabb sebességgel futnak. Ezek és más megfigyelések arra utalnak, hogy a barna zsír megvédi az elhízást, és ha kifejezetten stimulálják, ellensúlyozhatja az elhízást. Hogy ez a remény valaha is valóra válik-e, egyelőre bizonytalan. Mindazonáltal jelenleg folyik azoknak a folyamatoknak a keresése, amelyek megnövelhetik a kalóriákat fogyasztó sejteket és javíthatják teljesítményüket.
A szalonna szabályozó gén
Melina Claussnitzerrel a bostoni Harvard Egyetemen dolgozó európai, kanadai és amerikai tudósok nemrégiben forró ólomba bukkantak. A müncheni Műszaki Egyetem Else Kröner Fresenius Táplálkozási Orvostudományi Központjában végzett kutatási tevékenységek alapján Claussnitzer azt a kérdést vizsgálta, hogy az Európában elterjedt génváltozat miért kapcsolódik az elhízás jelentősen megnövekedett kockázatához. A szóban forgó gén egy FTO-rövidített örökletes hajlam, amely sokféle változatban fordul elő és szabályozási feladatokkal rendelkezik. Mint a kutatók megállapították, a túlsúlyos asszociált génvariáns arra kényszeríti a fiatal zsírsejteket, hogy zsírraktározó fehérsejtekké fejlődjenek.
A meghibásodás oka tehát egy hibás kapcsoló, amely megakadályozza, hogy a mitokondriumok egyik fontos katalizátora - a protein-1 vagy röviden az UCP1 szétkapcsolása - elvégezhesse munkáját. Ez abból áll, hogy összehangolják a zsír hővé alakulását. Ez azt jelenti: UCP1, a barna zsírsejtek védjegye nélkül a mitokondrium nem képes kalóriát égetni. Az a tény, hogy az UCP1 nem működik megfelelően a kockázati allélos embereknél, nyilvánvalóan az FTO génjének apró változásának tudható be. Ha a tudósok a Crispr-Cas9 gén ollók segítségével különválasztották a „helytelen” DNS-építőelemet, és kicserélték az alacsony kockázatú variánsra, az érintettek fiatal zsírsejtjei ismét hőtermelő zsírsejtekké érlelődtek. További vizsgálatokban most meg kell mutatni, hogy az izolált emberi zsírsejtekből nyert ismeretek terápiásan alkalmazhatók-e.
Fél terhelés mellett erőmű
Az, hogy a barna zsírsejtek mennyi élelmiszerenergiát égetnek el, nem csak számuktól, hanem teljesítményüktől is függ. Hideg hatására a barna zsírban lévő melegítő gép 28 Celsius fok körüli hőmérsékleten indul. Azonban csak akkor indul el igazán, ha a hőmérő sokkal tovább esik. Az emberek fűtősejtjei azonban akkor sem képesek gyertyát tartani a rágcsálókéval szemben. „A hörcsögök barna zsírja rendkívül hatékony. Akár 500 watt hőt képes előállítani kilogrammonként ”- mondja Martin Klingenspor, a müncheni Műszaki Egyetem Else Kröner Fresenius Központjának molekuláris táplálkozási orvoslásának elnöke. "Ez megfelel több izzó teljesítményének." Az emberi fűtési rendszer viszont csak körülbelül 50 watt/kilogramm, vagyis a tizede - állítja a biológus.
A tudósok ezért különböző módszerekkel próbálnak segíteni a barna zsírszövetben. Nyilvánvaló megközelítés az idegesség izgalmi állapotának utánzása, amely hideg állapotban jelentkezik: Ha a hőmérséklet csökken, az autonóm idegrendszer nagyobb mennyiségben szabadítja fel a noradrenalin neuronális hírvivő anyagát. Meghatározott dokkolóhelyekhez kötődve a béta-3 receptorok, a noradrenalin azt jelzi, hogy a zsírégető adipociták tüzet okoznak.
A hólyag gyógyszeres kezelése csodákat tesz
Kísérleteket tettek a béta-3 receptorok aktiválására gyógyszerek segítségével. Állatkísérletekben ígéretes, hogy a vizsgált anyagok nem mutatták ki a kívánt hatást emberben. Ezenkívül néha jelentős mellékhatásokat okoztak - többek között azért, mert nem voltak elég specifikusak, és a kardiovaszkuláris rendszer kapcsolódó receptorait is stimulálták. Ígéretesebbnek tűnik egy új mirabegron nevű hatóanyag, amelyet az irritábilis hólyag kezelésére használnak és már piacon van. Legalábbis egy Aaron Cypess által vezetett kutatók kísérleti projektjének eredményei adnak reményt az amerikai egészségügyi hatóság NIH-tól. Amint arról a "Cell Metabolism" magazinban beszámolnak, a húgyhólyag elleni gyógyszer egyszeri alkalmazása minden tesztalanyban, összesen tizenkét egészséges fiatal férfiban érezhetően megnövelte a barna zsírszövet cukorfogyasztását. Ennek eredményeként a résztvevők alapvető energia-anyagcseréje átlagosan napi 200 kilokalóriával nőtt. Az általában beadott mennyiség négyszerese azonban felgyorsította a pulzust és növelte a vérnyomást. A tanulmány szerzői szerint ezért ellenőrizni kell, hogy a gyógyszer stimulálja-e az anyagcserét még kisebb adagokban is, amelyek kevésbé terhelik a szív- és érrendszert.
Más kutatók célja a kalóriafogyasztó sejtek számának növelése. Figyelmüket az úgynevezett bézs zsírsejtekre összpontosítják: Az ilyen zsírsejtek, amelyek hideg időben gyakrabban jelennek meg, alapvetően ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a barna zsírsejtek, de valószínűleg eltérő eredetűek. Barna névadóikkal ellentétben szintén nem a szöveti társulásban helyezkednek el, hanem inkább a fehér zsírszövetben vannak elszórva. Már léteznek olyan megközelítések, amelyek legalább az állatoknál az adipociták növekedéséhez és ezáltal a fehér zsírszövet megbarnulásához vezetnek. Klingenspor és munkatársai megállapításai szerint a prosztaglandin hormon termelését elindító enzimnek ilyen jótékony hatása van. Azokban az egerekben, amelyek a géntechnológia eredményeként nagy mennyiségben szabadítják fel a Cox-2 nevű enzimet, szokatlanul sok a bézs színű adipocita. A genetikailag módosítatlan rokonokkal ellentétben ők is hatalmas mennyiségű zsírt fogyaszthatnak anélkül, hogy kövérek vagy cukorbetegek lennének.
Az a hormon, amelyet Bruce Spiegelmannal dolgozó kutatók a bostoni Harvard Egyetemen, a Dana Faber Rák Intézetben felfedeztek és leírtak, állítólag hasonló pozitív hatásokkal bír. Az intenzív fizikai aktivitás során az izomból felszabaduló fehérje, amelyet „Irisin” -nek kereszteltek, megbarnítja az egerek fehér zsírszövetét. Nyilvánvalóan megvédi a rágcsálókat az elhízástól és a cukorbetegségtől is. Az azonban még mindig nem világos, hogy ugyanolyan jótékony hatása van-e az emberekre, és még létezik-e az embereknél is. Spiegelman és munkatársai bizonyítékot szolgáltattak egy ilyen kapcsolatról. Más tudósok azonban szkeptikusak. Steffen Maak, a dummerstorfi Leibniz haszonállat-biológiai intézet, az irizin fitneszhormont inkább mítosznak, mint komoly fogyókúrás hormonnak tartja. Mert sem ő, sem más kutatók nem tudták volna megerősíteni a Spiegelman kutatóinak eredményeit.
Más tudósok azt is felfedezték, hogy a fizikai aktivitás barnítja az egerekben lévő fehér zsírt, és ezen felül javítja az állatok cukoranyagcseréjét. Kristin Stanford, a bostoni Joslin Diabetes Center és munkatársai megfigyelései szerint a jótékony hatás a fehér zsírból származik, nem az izomból. Eszerint a rágcsálók szubkután zsírjában történő intenzív mozgás több mint 1800 gént aktivál, beleértve azokat is, amelyek a mitokondriumok szaporodásához szükségesek. Amikor a tudósok betanított egerekből egy darab szubkután zsírszövetet ültettek át a lomha testvérek hasába, az ülő rágcsálók cukormérlege és zsíranyagcseréje javult. A jövő elárulja, hogy ez és az állatok számos más eredménye segít-e olyan módszerek kidolgozásában, amelyek megkönnyítik az elhízottak fogyását.