De Brett Israel, Relații media | 6 martie 2018 6 martie 2018

Oamenii de știință de la UC Berkeley au descoperit că același tip de celule adipoase care îi ajută pe nou-născuți să-și regleze temperatura corpului ar putea fi o țintă pentru medicamentele pentru scăderea în greutate la adulți.

flexează

Țesut de grăsime brună de la șoarece (Fotografie de Andreas Stahl)

Celulele grase brune, care ajută mamiferele să-și regleze temperatura corpului, funcționează la fel ca celulele musculare, au descoperit cercetătorii. Când creierul trimite un semnal către grăsimile brune pentru a începe să ardă energie pentru a genera căldură, celulele se rigidizează, ceea ce declanșează o cale biochimică care se termină cu aceste celule care ard calorii pentru căldură. Echipa de cercetare multidisciplinară a bioinginerilor și a cercetătorilor în metabolizare a distrus pașii acestei căi și a identificat o modalitate potențială prin care medicamentele pot porni celulele grase brune.

„Am descoperit o nouă cale care declanșează țesuturile grase brune să consume calorii din grăsimi și zaharuri și să le radieze sub formă de căldură”, a spus Andreas Stahl, profesor și președinte al Departamentului de Științe Nutritive și Toxicologie de la Berkeley. Aceasta intelegere a modului in care grasimea bruna este activata ar putea debloca noi modalitati de combatere a obezitatii.

Cercetarea a fost publicată pe 6 martie în revista Cell Metabolism. Lucrarea a fost finanțată de Institutele Naționale de Sănătate și Asociația Americană pentru Diabet.

Când este rece, corpul uman tremură pentru a produce căldură, încercând să mențină o temperatură corporală de 98,6 grade Fahrenheit. Nou-născuții, care încă nu pot tremura, au o bucată de grăsime brună între omoplați, iar sarcina ei este de a lua substanțe nutritive pentru a-și arde energia pentru a produce căldură pentru reglarea temperaturii corpului. Celulele grase brune scad ca număr pe măsură ce bebelușii cresc, dar adulții au încă un număr mic de celule grase brune care nu sunt foarte active.

Iată cum funcționează grăsimea brună: când corpul simte frigul, creierul eliberează norepinefrină, care este detectată de un receptor din celulele grase brune. Se declanșează apoi o cascadă de semnale biochimice, ceea ce duce la producerea unei proteine ​​numite Uncoupling Factor-1 (UCP1), care se deplasează în mitocondriile celulelor grase brune.

O celulă normală folosește mitocondriile ca o baterie pentru a efectua lucrări. Mitocondriile transformă nutrienții din dietă în energie care este stocată în cea mai mare parte într-o moleculă numită ATP. Dar în celulele de grăsime maro, UCP1 scurtcircuitează bateria, provocând încălzirea ei în loc să producă ATP. Cu UCP1 activat în mitocondrii, celulele grase brune absorb absorbția de grăsimi și zaharuri din dietă și le ard pentru căldură în mitocondrii.

Cercetările anterioare au constatat că grăsimea brună are anumite caracteristici cu mușchii, în special proteinele numite miozină, care sunt mici motoare care efectuează lucrări. În mușchi, miozina contractă celulele, dar nimeni nu știa ce a făcut mioza în celulele grase brune.

Pentru a afla, cercetătorii au stimulat grăsimea brună și au măsurat cât de mult s-a flexat celula măsurând creșterea tensiunii în celulă. Au descoperit că celulele au devenit de două ori mai rigide atunci când sunt stimulate. Apoi, cercetătorii au dezactivat miozina asemănătoare mușchilor din celulele grase brune și au constatat că celulele au devenit mult mai moi, cu rigiditatea lor redusă cu aproximativ un factor de doi.

„Constatarea noastră că miozina asemănătoare mușchilor este responsabilă pentru rigidizarea celulelor grase brune a fost cu adevărat neașteptată, nimeni nu a observat asta vreodată”, a spus Stahl.

Studiul a constatat că activitatea UCP1 este direct legată de creșterea tensiunii celulare. Oamenii de știință au ameliorat apoi tensiunea din celulele de grăsime brună activate și au descoperit că a cauzat o reducere cu 70% a UCP1, astfel încât celulele generează mai puțină căldură. Cercetătorii au identificat apoi molecule din celulă care au răspuns la tensiunea crescută pentru a declanșa activarea UCP1. În experimentele efectuate la șoareci, aceștia au întrerupt aceste molecule și au descoperit că celulele grase brune și-au pierdut funcția și au aspectul fizic mai mult ca celulele grase albe, unde corpul stochează excesul de energie.

„Acest studiu oferă un exemplu remarcabil al modului în care forțele mecanice și alte forțe fizice pot influența fiziologia și bolile în moduri puternice, neașteptate”, a spus Sanjay Kumar, profesor de bioinginerie Berkeley și co-autor al studiului. Speram ca munca noastra va ajuta la proiectarea de biomateriale terapeutice si alte tehnologii orientate spre cresterea functiei grasimilor brune.

Cercetătorii au folosit un medicament pentru a declanșa tensiunea crescută în celulele grase brune și au descoperit că conceptul de activare a tensiunii poate duce la arderea caloriilor, dar a fost nevoie de mult mai multă muncă pentru a identifica compusul chimic potrivit care ar putea face acest lucru în mod eficient.

Acum, că înțelegem mai bine cum funcționează celulele grase brune, ne putem gândi la modalități de a stimula miozina asemănătoare mușchilor din grăsimea brună pentru a crește termogeneza și a arde caloriile, a spus Stahl. Medicamentele pentru stimularea miozinei asemănătoare mușchilor în grăsimile brune existente ar crea probabil celule de grăsime brună mai active la adulți.