Бурый жир и лишний вес

В человеческом организме выделяют, как минимум, два вида жировой ткани – белый и бурый жир. Первый накапливает ресурсы, второй – расходует.

 

Не так давно выяснилось, что эти виды жировой ткани могут превращаться друг в друга, а, значит, есть шанс сместить баланс в сторону расхода запасов энергии и, соответственно, избавления от лишнего веса.

 

 

Обычный белый жир (white adipose tissue, WAT) накапливает липиды. В условиях сытой и спокойной жизни он является тем самым ненавистным жиром, из которого формируются излишки подкожно-жировой клетчатки и который виноват в существовании ожирения.

 

Клетки бурого жира (brown adipose tissue, BAT) дифференцируются из стволовых клеток-предшественников, причем из тех же, из которых образуются мышечные клетки. Бурый жир отвечает за термогенез, то есть за выработку тепла в организме. В клетках бурого жира повышена концентрация митохондрий. Если белый жир копит липиды, то бурый их активно сжигает. Чтобы митохондрии могли активно перерабатывать жир и выделять тепло, в клетках поддерживается высокая концентрация белка UCP1.

 

Термогенная функция бурого жира подтверждена исследованиями. Всего лишь 80-100 г бурых жировых клеток обеспечивают половину максимальной мощности выработки тепла человеческим организмом, или 20% от суточного объема расходуемой энергии человека весом в 70 кг. Бурый жир оказался одним из основных потребителей глюкозы в организме – наряду с мозгом и мышцами. 

 

Еще недавно считалось, что бурый жир у человека присутствует только в младенческом возрасте (больше всего в области плеч и шеи), а с возрастом он заменяется на подкожный белый жир. Но оказалось, что бурый жир есть и у взрослых людей, правда, в очень небольших количествах. Он находится примерно там же, где и у младенцев: между лопатками и вдоль позвоночника, а также в области сердца и вокруг шеи. За 2009-2010 годы множество исследователей тщательно изучили человеческий организм при помощи методов иммунногистохимии, ПЭТ и КТ – и убедительно доказали его существование. По частоте встречаемости в организме одна клетка бурого жира (бурый адипоцит) приходится на сто-двести клеток белого жира (белые адипоциты).

 

Совсем недавно международная команда ученых сообщила, что мужчины и женщины отличаются друг от друга не только по доле жировой ткани в организме и ее распределению, но и по качественному составу жировых клеток. Оказалось, что количество клеток бурого жира и их насыщенность митохондриями у женщин в 5 раз выше, чем у мужчин, что, кстати, приводит к повышенному метаболизму бурого жира у слабого пола. 

 

В 2008 году ученые обнаружили еще одну разновидность жира – бежевый (beige adipose tissue). Он образуется из клеток-предшественников, расположенных в скоплениях белого жира. Как и бурый жир, бежевый способен сжигать липиды, которые накапливаются в белых жировых клетках. В нем тоже содержится много митохондрий, а от бурого жира его отличают низкий уровень UCP1 и происхождение. Бежевый жир располагается в области ключиц и позвоночника.  Правда, в 2012 году появилось подозрение, что, на самом деле, бежевый жир – это клетки белого жира в процессе их трансформации в бурый (французские авторы данной идеи даже ввели понятие «beigeing»). Впрочем, пока это не подтвержденный факт. 

 

Кроме того, ученые говорят о существовании еще одной разновидности жира - периваскулярной жировой ткани (Perivascular adipose tissue, PVAT), которая располагается вокруг большинства сосудов. По своему строению она ближе всего к бурому жиру. Как и другие жировые ткани, PVAT производит различные факторы роста, адипокины (биологически активные вещества, производимые жировыми клетками) и пр. Ее функциональность снижают травмы сосудов, старение и инфекция – и в итоге изменяется состояние стенок сосудов, что является одним из факторов риска развития атеросклероза и гипертонии. 

 

В феврале 2012 года международная команда ученых из Дании, Италии и США обнаружила, что белый жир может стать бурым под воздействием гормона иризина. Иризин вырабатывается естественным путем в организме человека. При выполнении физических упражнений в клетках повышается уровень транскрипционного белка-коактиватора PGC1α. Он, в свою очередь, стимулирует экспрессию мембранного белка Fndc5, при расщеплении которого получается иризин. Исследования проводились на мышах и на людях. Люди выполняли упражнения на выносливость, при этом концентрация иризина у них в крови за 10 недель занятий возрастала в 2 раза. Повышенная физическая активность мышей приводила к аналогичным результатам. Мало того, оказалось, что даже простое введение иризина в кровь подопытных животных, страдающих ожирением, повышала у них расход энергии даже без физических упражнений. Это приводило к снижению веса, повышению чувствительности к инсулину и, как следствие, к снижению уровня сахара в крови. 

 

Ученые тут же начали строить планы по созданию чудо-препаратов, избавляющих от лишнего веса без лишних усилий. Но оказалось, что у людей, в отличие от мышей, в бурый жир трансформируются лишь отдельные единичные клетки белого жира. Так что рассчитывать на стремительное замещение белого жира бурым путем одного укола пока не приходится.

 

Не добившись мгновенного успеха в поисках средства для трансформации одного жира в другой, ученые решили зайти с другой стороны: они пересадили клетки бурого жира в область, где находится только белый жир. Исследователи рассчитывали, что клетки бурого жира начнут быстро сжигать липиды, которые поставляют белые адипоциты. Ну, чтобы белому жиру было с кого брать пример. И эксперимент, можно сказать, удался…

 

 

Эксперимент проводили американские ученые из Бостона. Для своих целей они использовали лабораторных мышей. Бурый жир со спины самцов мыши был пересажен другим мышам в брюшную полость в область печени. Через 8 недель после начала эксперимента у подопытных животных нормализовалось усвоение глюкозы, снизилась устойчивость к инсулину и сократились жировые отложения. Даже перевод мышей на высокожировую диету не ухудшил их состояние.

 

Контрольные мыши, которым бурый жир не пересаживали, на вредной диете быстро набирали вес и заболевали диабетом 2 типа, а экспериментальные оставались в форме. Причем, чем больше бурого жира было пересажено, тем более выраженным был эффект.

 

Еще интересный момент: трансплантация бурого жира также повышала потребление глюкозы сердечной мышцей (а не скелетными, как можно было бы предположить). Объяснения этому факту ученые пока не смогли дать.

 

В целом, исследователи делают вывод: бурый жир можно считать «эндокринным органом, который, в частности, предназначен для поддержания общего гомеостаза глюкозы». 

 

 

Подавляющее большинство исследований по бурому жиру проводится на лабораторных животных. Однако бурый жир у грызунов отличается от человеческого: и по количеству, и по нюансам строения, и по биохимии. Поэтому все полученные на животных данные хоть и достоверны как научный результат, но не могут экстраполироваться на человеческий организм. Их имеет смысл рассматривать только как тему для дальнейших исследований. Не более того.

 

 

На сегодняшний день исследования человеческого бурого жира носят скорее наблюдательный, чем экспериментальный характер. Понятно, что пока никто не собирается трансплантировать бурый жир со спины прямо в жировые депо или в «пивные» животы. Равно как и вводить иризин в надежде, что мышцы вырастут сами собой. Однако пару выводов из уже имеющихся данных сделать можно.

 

 

 

Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity - The Journal of Clinical Investigation, doi: 10.1172/JCI62308, 10 December 2012 

Фото: sciencedirect.com, shutterstock.com