Вчені виявляють альтернативний клітинний процес вироблення тепла, що може підвищити метаболічне здоров’я.
Дослідники медичної школи університету Вашингтона в Сент -Луїсі розкрили раніше невідомі механізм, за допомогою якого коричневий жир – тип жиру, який спалює енергію – може керувати метаболізмом організму. У дослідженнях миші вони виявили, що коричневий жир може використовувати клітинне паливо для отримання тепла таким чином, що покращує метаболічне здоров’я. Ці результати вказують на нові стратегії орієнтації на коричневий жир при лікуванні таких умов, як ожиріння та інсулін опір.
Результати були нещодавно опубліковані в журналі Природа.
Коричневий жир відрізняється від білого жиру, який служить довгостроковим енергетичним резервом, і від м’язів, що забезпечує негайну енергію для активності. Натомість коричневий жир спеціалізується на перетворенні калорій, отриманих в їжу в тепло. Це вироблення тепла є життєво важливим для підтримки температури тіла в холодних умовах, а вплив холоду може підвищити рівень коричневого жиру. Через свою здатність спалювати калорії вчені припустили, що стимулюючий коричневий жир може відігравати роль у терапії схудненням.
“Шлях, який ми визначили, може надати можливості орієнтуватися на енергетичні витрати на рівняння схуднення, що потенційно полегшує організму спалити більше енергії, допомагаючи коричневому жиру виробляти більше тепла”, – сказав старший автор Ірфан Лодхі, доктор наук, професор медицини в галузі ендокринології, метаболізму та ліпідних досліджень у WASHU Medicine. “Підвищення такого роду метаболічного процесу може підтримувати схуднення або контроль ваги таким чином, який, можливо, простіше підтримувати з часом, ніж традиційні дієти та фізичні вправи. Це процес, який в основному витрачає енергію – збільшуючи витрати на спокій – але це добре, якщо ви намагаєтесь схуднути”.
Резервний нагрівач у коричневому жирі
Традиційний погляд на те, як коричневий жир генерує теплові центри на мітохондріях, часто описаний як електростанції клітини. У цій тканині мітохондрії можуть перейти від виробництва клітинної енергії до генерування тепла через дію білка, відомого як роз’єднання білка 1. Однак дослідники давно спостерігають, що навіть миші, у яких відсутній цей білок у своєму коричневому жирі, все ще здатні спалювати енергію і виробляти тепло, що дозволяє припустити, що клітини мають альтернативні способи генерування тепла.
Останнє дослідження вказує на пероксисоми як ключових учасників цієї системи резервного копіювання. Пероксисоми – це крихітні структури всередині клітин, які спеціалізуються на розбиттях жирних кислот. Дослідники виявили, що вплив холоду збільшує кількість пероксисом у коричневому жирі. Це зростання було ще більшим у мишей, що не вистачає роз’єднання білка 1, що свідчить про те, що пероксисоми можуть допомогти перейняти вироблення тепла, коли мітохондріальні шляхи порушені.
Роль acox2
Лодхі та його колеги виявили, що пероксисоми споживають паливо і виробляють тепло в метаболічному процесі, який зосереджується на ключовому білку в цих клітинних частинах, що називаються ацил-КоА оксидазою 2 (ACOX2). Миші, що відсутні ACOX2 у коричневому жирі, втратили певну здатність терпіти холод, демонструючи менші температури тіла після впливу холоду порівняно з типовими мишами. Крім того, порівняно з типовими мишами, їх тканини не добре використовували інсулін гормону, що регулюють цукор у крові, і вони були більш схильні до ожиріння при годуванні дієт з високим вмістом жиру.
На відміну від цього, миші, генетично спроектовані, щоб зробити незвично велику кількість ACOX2 у коричневому жирі, показали підвищену продукцію тепла, кращу толерантність до холоду та покращення чутливості до інсуліну та контролю ваги при подачі тієї ж дієти з високим вмістом жиру.
Використовуючи флуоресцентний датчик тепла, який вони розробили, дослідники виявили, що коли ACOX2 метаболізував певні жирні кислоти, коричневі жирові клітини стали гарячішими. Вони також використовували інфрачервону теплову камеру, щоб показати, що миші, у яких не вистачає Acox2, дало менше тепла в коричневому жирі.
Наслідки для людей
Хоча людські тіла можуть виробляти ці жирні кислоти, молекули також містяться в молочних продуктах та грудному молоці людини і виготовляються певними мікробами кишечника. Лодхі заявив, що це підвищує можливість того, що дієтичне втручання на основі цих жирних кислот-таких як їжа, пробіотика або «поживне» втручання-може збільшити цей шлях теплопродукції та сприятливий вплив, який він має. Він та його колеги також досліджують можливі сполуки щодо наркотиків, які могли б активувати ACOX2 безпосередньо.
“Поки наші дослідження проходять у мишей, є дані, які дозволяють припустити, що цей шлях є актуальним для людей”, – сказав Лодхі. “Попередні дослідження виявили, що люди з більш високим рівнем цих жирних кислот, як правило, мають менші показники маси тіла. Але оскільки кореляція не є причиною, наша довгострокова мета-перевірити, чи дієтичні чи інші терапевтичні втручання, що підвищують рівень цих жирних кислот або підвищення активності ACOX2, є корисними для набору їхнього шляху до виробництва тепла в пероксисомах і допомагають людям худити вагу і вдосконалити їх.
Reference: “Peroxisomal metabolism of branched fatty acids regulates energy homeostasis” by Xuejing Liu, Anyuan He, Dongliang Lu, Donghua Hu, Min Tan, Abenezer Abere, Parniyan Goodarzi, Bilal Ahmad, Brian Kleiboeker, Brian N. Finck, Mohamed Zayed, Katsuhiko Funai, Jonathan Р. Брестофф, Алі Джавахері, Патрісія Вайсенсей, Беттіна Мітдендорфер, Фонг-Фу Хсу, Пол П. Ван Велдховен, Бабак Разані, Клей Ф. Семенкович та Ірфан Дж. Лодхі, 17 вересня 2025, Природа.
Doi: 10.1038/S41586-025-09517-7
Цю роботу підтримали Національні інститути здоров’я (NIH), Грантні номери R01DK133344, R01DK115867, R01DK132239, GM103422, T32DK007120, S10 OD032315, DK020579 та DK056341; та за допомогою FP7, що фінансується європейським проектом Infronthonier-I3. Зміст є виключно відповідальністю авторів і не обов’язково представляє офіційні погляди НІГ.
Лодхі та Лю називають попередньою патентною заявою, поданою Вашингтонським університетом, пов’язаним із націленням на активацію ACOX2 як лікування ожиріння та пов’язаних з ними метаболічних захворювань.
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня ScitechDaily.
