Maro, bej, alb? Ridicarea tipului care arde calorii în loc să le stochezi ar putea deveni o cheie pentru sănătate

10 octombrie 2019 la ora 5:45

corporale

Grăsimea primește uneori un rău rap. Este adesea legat de supraponderalitatea și starea de sănătate precară. Dar grăsimea este o parte esențială a tuturor viețuitoarelor. În propriile noastre corpuri, grăsimea se află sub piele și ne îmbrățișează organele. Sarcina sa este de a stoca calorii suplimentare până când este nevoie. Pare un rol direct. Sau este?

De fapt, grăsimea corporală este complexă. Până nu demult, oamenii de știință credeau că oamenii au un singur tip. Numit grăsime albă, stochează excesul de calorii în molecule numite lipide. Lipidele pot fi descompuse pentru energie atunci când alimentele sunt greu de găsit. Grăsimea albă este ceea ce gândesc oamenii atunci când se gândesc la grăsimea corporală.

Dar acum aproximativ 50 de ani, cercetătorii au descoperit că și oamenii au grăsimi brune. De fapt arde calorii.

Explicator: Totul despre calorii

Oamenii de știință au descoperit pentru prima dată grăsimea brună acum aproximativ 500 de ani. L-au găsit în marmote hibernante (cunoscute și sub denumirea de marmote sau lăstari). Doar o cantitate mică de grăsime corporală este maro. Deci, pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință au crezut că grăsimea brună este o glandă care exista doar la animalele hibernante. Abia în ultimii 100 de ani și-au dat seama că această „glandă” este de fapt un tip special de grăsime.

Oamenii de știință încă învață despre grăsimea brună. Studiile au descoperit importanța sa pentru hibernarea animalelor. Această cercetare a ajutat să demonstreze că grăsimea brună joacă un rol cheie în modul în care corpurile folosesc energia. Și această legătură sugerează că creșterea grăsimii brune la oameni i-ar putea ajuta să piardă în greutate și poate trata anumite boli cronice, cum ar fi diabetul.

Apel de trezire

Majoritatea grăsimii corporale la animale, inclusiv la oameni, este albă. Și este un țesut care salvează viața. Majoritatea animalelor nu dispun de hrană constantă. Până nu demult, nici majoritatea oamenilor nu. Grăsimea albă permite persoanelor să mănânce mai mult decât au nevoie atunci când mâncarea este ușor de găsit. Stochează acele calorii suplimentare până când alimentele devin rare. Apoi corpul îl arde pentru ca energia să rămână în viață până când apare mai multă mâncare.

Explicator: cât de scurtă poate fi hibernarea?

Animalele care hibernează duc acest lucru la extrem, explică Mallory Ballinger. Este biologă evoluționistă la Universitatea din California, Berkeley. Hibernarea permite multor animale să treacă prin condiții dure de iarnă. Liliecii, veverițele și urșii, de exemplu, toți se înghesuie în mâncare în toamnă. Aceste mamifere se împachetează pe kilograme - până la jumătate din greutatea corporală - în pregătirea pentru o iarnă lungă și rece.

Animalele nu mănâncă când hibernează. În schimb, își ard grăsimea albă pentru a-și menține corpul în funcțiune. Dar au atât de multe grăsimi de ars. Pentru a dura o iarnă întreagă, aceste creaturi trebuie să o folosească încet. Mult mai încet decât ar face în mod normal. Pentru a face acest lucru, intră într-un stat numit toropitor.

Oamenii de știință spun: Torpor

Când sunt în torpor, animalele par să doarmă. Dar torporul merge mult mai adânc de atât, spune Ballinger. În torpor, activitățile corpului încetinesc. Inima poate bate doar de câteva ori în fiecare minut. Respirația poate deveni neregulată. Un animal poate respira mai multe și apoi opri respirația timp de câteva minute - chiar și până la o oră sau mai mult. Corpurile din torpor se răcesc, de asemenea. În loc să irosească energia menținându-se caldă, corpul unui animal hibernant poate rămâne chiar deasupra înghețului.

Dar animalele care hibernează nu rămân în toropeală toată iarna, subliniază Ballinger. În fiecare săptămână sau două, se trezesc. Și rămân treji o zi sau ceva înainte de a se întoarce în toropeală. Biologii nu știu ce declanșează trezirea sau de ce se întâmplă, spune ea. Durata și momentul variază în funcție de specie. Cu toate acestea, subliniază ea, toți adevărații hibernatori trec prin acest ciclu.

Pentru a se trezi, animalele trebuie să se încălzească. Asta înseamnă să treci de la o temperatură chiar peste îngheț la temperatura normală a corpului în doar câteva ore.

Acolo devine importantă grăsimea brună. Grăsimea brună creează căldură. Dacă temperatura exterioară devine prea rece, grăsimea brună păstrează animalul să nu înghețe. De asemenea, scoate animalul din toropeală. Pe măsură ce grăsimea brună degajă căldură, încălzește sângele, care apoi transportă căldura către restul corpului.

Acest proces arde grăsimea albă, inclusiv picăturile albe ambalate cu celulele grase brune, explică Ballinger. Acest lucru arată că grăsimea brună joacă un rol esențial în modul și momentul în care corpul stochează și folosește energie. Și se dovedește că este adevărat nu numai la animalele care hibernează. Este adevărat și la oameni.

Devenind bej

Grăsimea brună este maro, deoarece este plină de mitocondrii (My-toh-KON-dree-uh). Aceste structuri sunt centrale în celule. Acestea ard grăsimile, zaharurile și proteinele pe care le consumăm. În majoritatea celulelor, acest proces creează o moleculă numită ATP care alimentează alte reacții. Dar în grăsimea brună, mitocondriile nu produc ATP. În schimb, produc căldură.

Oamenii de știință spun: Mitochondrion

Celulele grase brune sunt „una dintre celulele cele mai bogate în mitocondrie din corpul nostru”, notează Shingo Kajimura. Este biolog molecular la Universitatea din California, San Francisco. El studiază rolul grăsimii brune în obezitate și diabet. Mitocondriile sunt pline de fier. Acest fier, explică el, conferă celulelor culoarea maro ruginită.

Celulele grase albe sunt albe din cauza lipidelor din interior. Aceste celule nu au multe mitocondrii. Treaba lor este să stocheze energie, nu să o ardă. Deși grăsimea albă rămâne de obicei albă, cercetătorii au descoperit că, în anumite condiții, unele celule albe vor deveni maronii. Deoarece aceste celule modificate nu sunt la fel de întunecate ca grăsimea brună adevărată, oamenii de știință le numesc grăsime bej.

Grăsimea albă devine bej atunci când celulele își stimulează mitocondriile. Cel mai bun declanșator pentru acest lucru sunt temperaturile reci. Când oamenii sunt expuși la frig, corpul lor crește nivelul de grăsime bej. Nu este nevoie de frig extrem pentru ca acest lucru să se întâmple. Doar două ore pe zi la 19 grade Celsius (66 grade Fahrenheit) timp de șase săptămâni va declanșa rumenirea grăsimii albe. E destul de mișto să te simți rece, dar nu atât de rece încât să începi să tremure, spune Kajimura.

Este nevoie de doar 10 zile la temperaturi calde pentru ca acele celule bej să se albească din nou. „Este un sistem adaptiv”, spune Kajimura. Celulele albe devin bej atunci când organismul trebuie să ardă calorii pentru căldură. Atunci când acest lucru nu mai este necesar, arderea de calorii suplimentare ar putea duce la înfometare, mai ales atunci când alimentele sunt greu de obținut. Deci, celulele bej își distrug mitocondriile și devin din nou albe.

Făcând grăsimi albe arde calorii

Faptul că celulele adipoase pot schimba culoarea ar putea duce într-o zi la tratament pentru persoanele cu obezitate și boli asociate. Oamenii obezi tind să aibă foarte puține grăsimi maronii - mult mai puțin decât oamenii slabi. Acesta poate fi o parte din motivul pentru care se luptă cu greutatea lor. Transformarea grăsimii albe în grăsimi bej ar putea oferi oamenilor o nouă modalitate de a menține echilibrul caloriilor consumate și arse, spune Kajimura.

Este unul dintre mulți cercetători care încearcă să facă exact asta. Deși frigul determină corpul să aducă grăsime bej, temperaturile reci pot fi dificile pentru oameni. Acest lucru este valabil mai ales pentru persoanele în vârstă și pentru cei cu probleme cardiace, subliniază Kajimura. Vasele de sânge se îngustează atunci când oamenii sunt reci. Acest lucru ajută la prevenirea pierderii de căldură. Dar inima trebuie să lucreze mult mai mult pentru a pompa sânge prin acele pasaje înguste. Deci, temperaturile reci ar putea fi periculoase pentru cineva care are deja tensiune arterială crescută.

În schimb, echipa Kajimura caută procese celulare unice grăsimii brune. Acestea, spune el, ar putea fi cheia pentru a face celulele albe să ardă calorii. El și alți cercetători au descoperit că calciul este foarte important în celulele brune. Modul în care acel calciu se mută în și în interiorul celulelor pare a fi esențial.

Cercetătorii UC-San Francisco au introdus o genă la șoareci care provoacă această mișcare de calciu. La aceste rozătoare, celulele grase albe au început să producă căldură. Mai mult, aceste celule au început să absorbă glucoza și să o ardă. (Glucoza, cunoscută și sub denumirea de zahăr din sânge, este zahărul pe care corpul nostru îl folosește pentru combustibil.) Persoanele cu diabet zaharat de tip 2 au celule care nu fac o treabă bună folosind glucoza. Adăugarea acestei gene la celulele lor adipoase ar putea ajuta la combaterea bolii lor, spune Kajimura. Și din moment ce celulele ard acel zahăr în loc să-l stocheze, gena ar putea ajuta și persoanele obeze să slăbească.

Kajimura a adăugat o genă pentru a stimula grăsimea care arde calorii la șoareci. Claudio Villanueva a eliminat unul. Este biochimist la Școala de Medicină a Universității din Utah din Salt Lake City. Echipa sa a eliminat gena care produce o mulțime de proteine ​​implicate în stocarea energiei de la un grup de șoareci. Gena este activă în mod normal în grăsimea albă, dar nu și în grăsimea brună. Un al doilea grup de șoareci a păstrat gena activă, dar altfel a fost genetic aceeași.

Timp de patru zile, șoarecii au fost apoi ținuți la temperaturi reci (4 grade Celsius; 39 grade Fahrenheit). Ulterior, cercetătorii au testat cât de bine au tratat rozătoarele glucoza. Șoarecii fără genă aveau mai multe celule grase bej. Și au reușit să-și gestioneze nivelul zahărului din sânge mai bine decât erau șoarecii care încă aveau gena.

„A avea mai multe bej [celule adipoase] poate duce la un control mai bun al glucozei”, conchide Villanueva. „Acest lucru ar putea fi benefic pentru pacienții cu diabet.” El speră că această constatare ar putea duce într-o zi la terapii care tratează această boală gravă prin transformarea în bej a celulelor grase albe.

Grăsime sănătoasă prin somn

O altă opțiune promițătoare - și deja disponibilă - pentru transformarea albului în grăsime bej este melatonina. Acest hormon este produs de creier când lumina începe să fumeze seara. Pe măsură ce nivelul de melatonină al organismului crește, începem să ne simțim somnoroși. De asemenea, ajută la controlul greutății corporale. Rozătoarele cărora li se administrează zilnic un supliment de melatonină câștigă mai puțină greutate decât cele care nu primesc, chiar și atunci când mănâncă aceeași cantitate de alimente.

Această descoperire i-a determinat pe biologii celulari Dun-Xian Tan (acum pensionari) și Russel Reiter să investigheze modul în care melatonina reduce creșterea în greutate. Ambii și-au desfășurat cercetările la Universitatea din Texas Health Science Center din San Antonio. Au făcut echipă cu doi cercetători din Spania. Unul dintre ei, Ahmad Agil, este neurolog la Universitatea din Granada. Gumersindo Fernández Vázquez este endocrinolog la Spitalul Clinic Universitar La Paz din Madrid. (Un endocrinolog studiază rolul hormonilor în sănătate și boală.)

Această echipă a folosit două tipuri de șobolani pentru a studia modul în care melatonina afectează grăsimea corporală. O tulpină de șobolan a fost obeză și ar dezvolta diabet. Celălalt era slab și nu a avut niciodată diabet. În orice alt mod, genetic, acești șobolani erau la fel. Jumătate din fiecare tulpină a primit hrana obișnuită timp de șase săptămâni. Cealaltă jumătate a primit aceeași mâncare plus melatonină. Ulterior, cercetătorii au examinat grăsimea chiar sub piele în apropierea omoplaților animalelor.

Șobolanii obezi cărora li s-a administrat melatonină au crescut mai multă grăsime bej în cele șase săptămâni. Melatonina nu a modificat cantitatea de grăsime bej la șobolanii slabi. Dar le-a făcut grăsimea maro și bej mai eficientă la transformarea alimentelor în căldură. Când au fost puși într-o cameră rece, șobolanii slabi nu au avut probleme să se încălzească.

Întrebări la clasă

Șobolanii obezi au slăbit și ei. Tan suspectează acum că melatonina ar putea ajuta și oamenii să-și controleze greutatea. Acest lucru ar începe prin a permite creșterea nivelului natural de melatonină seara. „Păstrează un timp normal de somn”, a sfătuit el. „Și evitați orice expunere la lumină” noaptea. Este important să dormiți în camere fără lumini, chiar și mici, de la încărcătoare sau ecrane pentru dispozitive. Prin efectele sale asupra melatoninei, Tan spune, „contaminarea nocturnă [cu lumină] este un factor critic de risc pentru obezitate sau alte boli”.

Oamenii de știință încă lucrează pentru a înțelege genetica din spatele grăsimii maro și bej suficient de bine pentru a le transforma în tratamente pentru persoanele obeze sau diabetice. Dar până atunci, susținerea nivelurilor sănătoase de melatonină și obținerea unui somn bun și regulat pot fi cele mai bune modalități prin care oamenii pot stimula aceste celule adipoase utile.

Imparte asta:

Citații

Jurnal: S. Pearson și colab. Pierderea TLE3 promovează programul mitocondrial în adipocitele bej și îmbunătățește metabolismul glucozei. Gene și dezvoltare. Vol. 33, 1 iulie 2019, p. 13. doi: 10.1101/gad.321059.118.