Streszczenie: Naukowcy dokonali znaczących odkryć na temat brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT), która znana jest ze swoich właściwości spalania kalorii. W ich badaniu zidentyfikowano białko AC3-AT, które działa jak „wyłącznik” aktywacji BAT, ograniczając jego skuteczność w walce z otyłością.

Naukowcy uważają, że potencjalnie blokując tę ​​zmianę, mogą zwiększyć aktywność brunatnego tłuszczu, oferując nową możliwość leczenia otyłości i powiązanych zaburzeń metabolicznych. Odkrycia, które wykazały również, że myszy bez AC3-AT były chronione przed otyłością i miały zwiększone tempo metabolizmu, sugerują obiecujące strategie kontroli masy ciała u ludzi.

Kluczowe fakty:

1. Ograniczenie aktywacji brązowego tłuszczu: Odkrycie białka AC3-AT wyjaśnia, dlaczego spalanie kalorii przez brązowy tłuszcz jest zazwyczaj krótkotrwałe, co stanowi cel przedłużenia jego aktywacji.
2. Efekty ochronne u myszy: Myszy pozbawione białka AC3-AT wykazywały odporność na otyłość, mniejsze gromadzenie się tłuszczu i wyższe tempo metabolizmu, co wskazuje na kluczową rolę białka w równowadze energetycznej.
3. Konsekwencje otyłości u ludzi: Biorąc pod uwagę, że AC3-AT występuje również u ludzi, odkrycia te otwierają potencjalne zastosowania terapeutyczne w celu zwiększenia aktywności brązowego tłuszczu i wspomagania utraty wagi u ludzi.

Źródło: Uniwersytet Południowej Danii

Brązowy tłuszcz, znany również jako brązowa tkanka tłuszczowa (BAT), to rodzaj tłuszczu w naszym organizmie, który różni się od białego tłuszczu wokół brzucha i ud, z którym jesteśmy bardziej zaznajomieni.

Brązowy tłuszcz ma specjalne zadanie — pomaga spalić kalorie ze spożywanego pożywienia na ciepło, co może być pomocne, zwłaszcza gdy jesteśmy narażeni na działanie niskich temperatur, np. podczas zimowego pływania lub krioterapii.

Przez długi czas naukowcy uważali, że tylko małe zwierzęta, takie jak myszy i noworodki, mają brązowy tłuszcz. Jednak nowe badania pokazują, że pewna liczba dorosłych utrzymuje brunatną tkankę tłuszczową przez całe życie. Ponieważ brązowy tłuszcz tak dobrze spala kalorie, naukowcy próbują znaleźć sposoby na jego bezpieczną aktywację za pomocą leków zwiększających jego zdolność do wytwarzania ciepła.

Nowe badanie przeprowadzone przez grupy badawcze prof. Jana-Wilhelma Kornfelda z Uniwersytetu Południowej Danii/Centrum Sygnalizacji Adipocytów Novo Nordisk (Adiposign) i Dagmar Wachten ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn i Uniwersytetu w Bonn (Niemcy) wykazały, że brązowy tłuszcz ma nieznany wcześniej wbudowany mechanizm, który wyłącza go wkrótce po aktywacji.

Ogranicza to jego skuteczność w leczeniu otyłości. Według pierwszego autora badania, Hande Topela, starszego postdoktora na Uniwersytecie Południowej Danii i Centrum Sygnalizacji Adipocytów Novo Nordisk (Adiposign), zespół odkrył właśnie białko odpowiedzialne za ten proces wyłączania. Nazywa się „AC3-AT”.

Zablokowanie „wyłącznika” otwiera nową strategię

„Patrząc w przyszłość, uważamy, że znalezienie sposobów blokowania AC3-AT może być obiecującą strategią bezpiecznej aktywacji brązowego tłuszczu i walki z otyłością i powiązanymi problemami zdrowotnymi”, mówi Hande Topel.

Zespół badawczy odkrył białko wyłączające, korzystając z zaawansowanej technologii przewidywania nieznanych białek.

Hande Topel wyjaśnia: „Kiedy badaliśmy myszy, które genetycznie nie miały AC3-AT, odkryliśmy, że były chronione przed otyłością, częściowo dlatego, że ich ciała po prostu lepiej spalały kalorie i były w stanie zwiększyć tempo metabolizmu poprzez aktywację brązowy tłuszcz”.

Dwie grupy myszy karmiono dietą wysokotłuszczową przez 15 tygodni, co spowodowało otyłość. Grupa, której usunięto białko AC3-AT, przybrała na wadze mniej niż grupa kontrolna i była zdrowsza metabolicznie.

„Myszy pozbawione białka AC3-AT zgromadziły również mniej tłuszczu w organizmie i zwiększyły masę beztłuszczową w porównaniu z myszami kontrolnymi” – mówi współautorka, Ronja Kardinal, doktorantka na Uniwersytecie w Bonn w laboratorium Dagmar Wachten w UKB, kontynuuje: „Ponieważ AC3-AT występuje nie tylko u myszy, ale także u ludzi i innych gatunków, ma to bezpośrednie implikacje terapeutyczne dla ludzi”.

Nadzieja na strategie wspierające odchudzanie

Chociaż częstość występowania brunatnej tkanki tłuszczowej zmniejsza się wraz z wiekiem człowieka i pomimo tego, że dorośli nie mają tak dużo brunatnej tkanki tłuszczowej jak noworodki, nadal może ona zostać aktywowana, na przykład przez narażenie na zimno. Kiedy zostanie aktywowany, zwiększa tempo metabolizmu tych osób, co ponownie może pomóc ustabilizować utratę wagi w warunkach, w których spożycie kalorii jest (zbyt) wysokie.

Co ciekawe, w tym badaniu nie tylko zidentyfikowano AC3-AT, który jest krótszą, nieznaną wcześniej formą białka AC3. Naukowcy zidentyfikowali także inne nieznane wersje białek/genów, które reagują na ekspozycję na zimno, podobnie jak AC3-AT.

„Potrzebne są jednak dalsze badania, aby wyjaśnić wpływ terapeutyczny tych alternatywnych produktów genowych i ich mechanizmów regulacyjnych podczas aktywacji BAT” – mówi współautorka-korespondentka, prof. Dagmar Wachten, współdyrektor Instytutu Odporności Wrodzonej na UKB i członek z Klastra Doskonałości ImmunoSensation2 oraz Transdyscyplinarnych Obszarów Badawczych (TRA) „Modelowanie” i „Życie i zdrowie” na Uniwersytecie w Bonn.

„Zrozumienie tego rodzaju mechanizmów molekularnych nie tylko rzuca światło na regulację brązowego tłuszczu, ale także daje nadzieję na odkrycie podobnych mechanizmów w innych szlakach komórkowych.

„Wiedza ta może odegrać kluczową rolę w pogłębianiu naszej wiedzy na temat różnych chorób i opracowywaniu nowych metod leczenia”, mówi współautor do korespondencji, prof. Jan-Wilhelm Kornfeld z Uniwersytetu Południowej Danii.

Badanie to przeprowadzono w kontekście wspólnego centrum badawczego DFG Transregio-SFB 333 „Brown and Beige Fat – Organ Interactions, Signaling Pathways and Energy Balance (BATenergy)”, którego celem jest lepsze zrozumienie różnych typów tkanki tłuszczowej i ich roli w chorobach metabolicznych oraz Centrum Sygnalizacji Adipocytów (Adiposign) Fundacji Novo Nordisk na Uniwersytecie Południowej Danii, którego celem jest zrozumienie dysfunkcji komórek tłuszczowych u organizmów modelowych i pacjentów otyłych.

O tej otyłości i nowościach z badań neurologicznych

Autor: Birgitte Svennevig
Źródło: Uniwersytet Południowej Danii
Kontakt: Birgitte Svennevig – Uniwersytet Południowej Danii
Obraz: Zdjęcie przypisuje się Neuroscience News

Orginalne badania: Zamknięty dostęp.
„Wywołana zimnem ekspresja skróconej cyklazy adenylowej 3 działa jak reostat funkcji brunatnego tłuszczu” – Jan-Wilhelm Kornfeld i in. Metabolizm natury

Abstrakcyjny

Wywołana zimnem ekspresja skróconej cyklazy adenylowej 3 działa jak reostat funkcji brunatnego tłuszczu

Promowanie aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) w innowacyjny sposób pomaga w walce z otyłością i chorobami metabolicznymi. Chociaż termogeniczna aktywacja BAT jest dobrze poznana, reostatyczna regulacja BAT w celu uniknięcia nadmiernego rozpraszania energii pozostaje źle zdefiniowana.

Tutaj pokazujemy, że cyklaza adenylanowa 3 (AC3) jest kluczowa dla funkcji BAT. Zidentyfikowaliśmy promotor indukowany zimnem, który generuje izoformę mRNA AC3 skróconą na końcu 5′ (Adcy3-at), którego ekspresja jest napędzana przez indukowaną zimnem, skróconą izoformę PPARGC1A (PPARGC1A-AT).

Brak samców myszy Adcy3-at wykazują zwiększony wydatek energetyczny i są odporne na otyłość i wynikające z niej zaburzenia równowagi metabolicznej.

Myszy i ludzki AC3-AT są zatrzymywane w siateczce śródplazmatycznej, niezdolne do przemieszczania się do błony komórkowej i pozbawione aktywności enzymatycznej. AC3-AT oddziałuje z AC3 i sekwestruje go w siateczce śródplazmatycznej, zmniejszając pulę cyklaz adenylowych dostępnych dla syntezy cAMP za pośrednictwem białka G.

Zatem AC3-AT działa jako reostat indukowany zimnem w BAT, ograniczając niekorzystne konsekwencje aktywności cAMP podczas przewlekłej aktywacji BAT.