Еволюційний механізм проти голодування тепер може спричинити епідемію ожиріння

Вчені в Сполучених Штатах припускають, що молекулярний механізм, який, можливо, допоміг зупинити голод наших предків, може зараз сприяти епідемії ожиріння. Дослідження, очолювані групою медичної школи Нью-Йоркського університету, виявили, що білок, розташований на поверхні жирових клітин, діє, щоб зупинити розщеплення накопиченого жиру у відповідь на різні стресові фактори.

"Ми виявили механізм боротьби з голодом, який став прокляттям у часи достатку, оскільки стільниковий стрес, який створюється внаслідок переїдання, схожий на стрес, що виникає внаслідок голодування, - і гальмує нашу здатність спалювати жир", - сказала Ен Марі Шмідт. Доктор медичних наук, доктор Айвен Янг, професор ендокринології в Медичній школі Нью-Йоркського університету, який є кореспондентом опублікованої статті дослідників у Cell Reports, яка називається "Рецептор надсімейства імуноглобулінів регулює адаптивний термогенез".

Здатність тварини зберігати та використовувати поживні речовини залежить від точного балансу між споживанням енергії та витратами енергії, писали автори. “Проте накопичення енергії - це двосічний меч, хоча і корисний для позбавлення поживних речовин; при надмірному годуванні надмірне накопичення енергії призводить до схильності до ожиріння та діабету 2 типу ".

Біла жирова тканина (WAT, або білий жир) і бура жирова тканина (BAT, або коричневий жир) у ссавців зберігають енергію у вигляді тригліцеридів і виділяють жирні кислоти та гліцерин у відповідь на сигнали симпатичної нервової системи. "У той час як WAT вивільняє жирові кислоти в циркуляцію, BAT переважно окислює жирні кислоти і розсіює енергію через роз'єднане дихання і виробництво тепла", - пояснюють дослідження далі.

Автори припускають, що еволюція розробила механізм проти голодування, який допомагав тваринам ефективно використовувати їжу для підживлення клітинної активності та відновлення після травм. Зараз дослідження показують, що невід’ємною частиною цього механізму є молекула надсімейства імуноглобуліну, рецептор продуктів вищого кінцевого глікування (RAGE). RAGE зв’язується з конкретними молекулами, які накопичуються в процесі метаболічного стресу і пов’язані з діабетом та запаленнями. Однак, як зазначила команда, новітні дані свідчать про те, що ці молекули та сам RAGE також присутні в жировій тканині людини та миші. Гормональний механізм також зв’язується, сигналізуючи про перетворення жиру в енергію або для втечі від небезпеки, або для виробництва тепла, коли тіло охолоджується. Ідея полягає в тому, що RAGE ефективно діє, щоб блокувати спалювання жиру, коли ми голодуємо, замерзаємо, стаємо травмованими або панікуємо, і, можливо, коли ми переїдаємо. Ця концепція відповідає власній недавній знахідці авторів, згідно з якою мишам, яким сконструйовано відсутність Ager, гена, що кодує RAGE, захищено від ожиріння та резистентності до інсуліну при харчуванні з високим вмістом жиру (HFD).

За допомогою своїх нещодавно повідомлених досліджень Шмідт та його колеги показали, що миші, інженеровані специфічним для жирової делеції Ager, також були значно захищені від ожиріння, спричиненого HFD, та резистентністю до інсуліну, ніж контрольні тварини, і мали кращу здатність контролювати температуру тіла під час холодної боротьби. Миші, яким не вистачало РАЖ у своїх жирових клітинах, набрали на 75% менше ваги через три місяці на дієті з високим вмістом жиру, ніж миші, які зберігали РАЖ, незважаючи на рівну кількість споживання їжі та фізичної активності. Трансплантація жирової тканини, в якій не було РАЖ, нормальним мишам також призвела до зменшення набору ваги, коли тварин згодовували з високим вмістом жиру. В обох серіях експериментів видалення RAGE з жирових клітин ефективно вивільняло гальмівні механізми, що стримували енергетичні витрати, тому тварини могли збільшувати енергетичні витрати при харчуванні з високим вмістом жиру, що допомагало зменшити збільшення ваги.

Ен Марі Шмідт, доктор медичних наук [NYU Langone Health] Нові результати доповнюють результати нещодавніх експериментів дослідників, в яких вони виявили, що антагоністи RAGE з невеликою молекулою пригнічують сигнали, стимульовані лігандом RAGE, зменшуючи активність протеїнкінази A, яка є невід'ємною частиною шляхи, які контролюють збільшення теплоти тіла, пов’язане з UCP1. "Ці дослідження показують, що нещодавно виявлені інгібітори передачі сигналу RAGE блокують опосередковане лігандом RAGE зниження фосфорилювання цілей РКА в адипоцитах", - написали вони. «… Ми демонструємо, що молекула супер сімейства імуноглобуліну, RAGE, пригнічує адаптивний термогенез як у НДТ, так і в ВАТ, принаймні частково за рахунок зменшення ефектів бета-адренергічного сигналізації в адипоцитах шляхом придушення фосфорилювання мішеней РКА… Ця робота визначає вроджену роль RAGE як ключового вузла в імунометаболічних мережах, що контролює реакції на поживні речовини та виклики холоду, і розкриває можливості для використання енергетичних витрат при екологічному та метаболічному стресі ".

Дослідники прагнуть оптимізувати свої інгібітори RAGE та перевірити, чи можуть молекули допомогти зупинити відновлення ваги у пацієнтів з баріатричною хірургією та тих, хто проходить медичну програму схуднення. Повернення втраченої ваги знову не рідкість навіть для найбільш успішних людей, які дотримуються дієти. Дослідження 2016 року показало, що учасники конкурсу «Найбільший невдаха Америки» накопичили фунти назад після закінчення шоу. "Оскільки RAGE еволюціонував з імунної системи, блокування цього може також зменшити запальні сигнали, що сприяють розвитку інсулінорезистентності, що зумовлює діабет", - сказав Шмідт. "Крім того, такі методи лікування можуть зменшити загальносистемне запалення, пов'язане з ризиком розвитку атеросклерозу, раку та хвороби Альцгеймера".