v posledních letech získal hnědý tuk pozornost jako takzvaný dobrý tuk, který může chránit před obezitou a souvisejícími zdravotními riziky, jako jsou kardiovaskulární onemocnění a cukrovka. Dvě oddělené hlavní studie, jedna vedená Liangyou Rui, Ph.d. a jeden Ling Qi, Ph.d., oba z oddělení molekulární & integrativní fyziologie, pomoci vysvětlit, hnědý tuk má vlastnosti.,
hnědý tuk a mozek
Nachází se v malých kapsách po celém těle, většina savců používá hnědý tuk (a jeho úzce příbuzný bratranec béžový tuk), aby zůstal teplý. „V myších a lidech, pokud máte více hnědé nebo béžové tuku, jste více chráněni před metabolické onemocnění,“ říká Rui, Louis G. D’Alecy Vysokoškolský Profesor fyziologie na U-M Zdravotnické Školy, jejichž laboratorní studie molekulárních a fyziologických mechanismů obezity, diabetu a onemocnění ztučnění jater. V nové studii publikované v Nature Communications, Rui, první autor Lin Jiang, Ph.D., a jejich kolegové odhalují cestu, kterou hormon leptin přispívá ke ztrátě hmotnosti.
Leptin reguluje tělesnou hmotnost kontrolou chuti k jídlu a výdajů na energii, ale přesně tak, jak bylo záhadou. Co je známo, říká Rui, je to, že leptin aktivuje hnědý a béžový tuk. Nová studie objasňuje molekulární urychlovač leptinového účinku v mozku zvaný Sh2b1. Jeho tým zjistil, že Sh2b1 v hypotalamu, což je důležité mozkové oblasti řízení tělesné teploty a hladu mezi další funkce, podporuje stimulaci sympatického nervového systému., Sympatický nervový systém vysílá signály do hnědého a béžového tuku, aby ho aktivoval, čímž udržuje tělesnou hmotnost a metabolismus.
tým prokázal tento důkaz o principu vytvořením dvou modelů myši. Myši, které postrádaly Gen Sh2b1 v neuronech receptoru leptinu, “ měly neuvěřitelně snížený sympatický pohon na hnědý a béžový tuk a sníženou schopnost podporovat výdaje na energii,“ říká Rui. To snížilo schopnost hnědého tuku metabolizovat na teplo a snížilo tělesnou teplotu myší., A co víc, myši také vyvinuly obezitu, inzulínovou rezistenci a mastnou játra. Naproti tomu myši s extra expresí Sh2b1 v jejich mozcích byly chráněny před obezitou.
jako podcasty? Přidejte Michigan Medicine News Break do zařízení s podporou Alexa nebo se přihlaste k odběru aktualizací na iTunes, Google Play a Stitcher.
„Nikdo nevěděl, že Sh2b1 v mozku řídí sympatický nervový systém nebo byla nutná pro leptin k aktivaci hnědého tuku ke zvýšení energetické výdaje,“ konstatuje Rui., Jako na to, jak toto zjištění může být aplikován na lidi, říká, že naděje je nakonec najít způsob, jak zvýšit expresi Sh2b1 nebo jeho schopnost zvýšit leptin signalizace a spalování tuků.
Další U-M autory přispívající na tento papír patří: Haoran Su, Xiaoyin Wu, Hong Shen, Min-Hyun Kim, Yuan Li, Martin G. Myers Jr, a Chung Owyang.
hnědý tuk a buňka
hnědý tuk získává svou barvu z velkého množství mitochondrií obsahujících železo, na rozdíl od standardního bílého tuku spojeného s obezitou., Tým vedený Qi, profesor molekulární & integrativní fyziologie a vnitřního lékařství na U-M medicínu studuje, jak mitochondrií, elektráren buněk a další buněčné struktury zvané endoplazmatické retikulum (ER), které se podílejí na produkci proteinů a lipidů, komunikovat uvnitř hnědé tukové buňky.
zejména studovali úlohu proteinového komplexu zapojeného do procesu zvaného degradace proteinu přidruženého k ER nebo ERAD., Jednoduše řečeno, ERAD je proces odstraňování a ničení patologickou konformací proteinů, jako vynášení odpadků ven z ER.
“ každý si myslel, že ERAD je jen součástí obecné buněčné odpovědi, když buňky procházejí stresem ER,“ říká Qi. „V posledních šesti letech jsme ukázali, že hraje zásadní roli ve zdraví a nemocech.“
V nové studii, publikované v Science, Qi spolu s první autoři Zhangsen Zhou, Ph.d., Mauricio Torres, Ph.d., a jejich kolegům ukázat, jak ERAD proteinový komplex ovlivňuje správnou funkci mitochondrií.,
typicky mají ER a mitochondrie probíhající interakci v dotykových bodech nazývaných membrány spojené s mitochondriemi. Tyto kontaktní body označit oblasti, pro mitochondrie rozdělit na výrobu nových mitochondrií a pro výměnu jiných molekul, jako jsou tuky a vápník. ER tvoří tubuly, které obklopují mitochondrie, aby je připravily na rozdělení.
Pomocí nejmodernější 3D zobrazení, vědci zjistili, co se stane mitochondrie hnědé tukové tkáně, které jsou chybějící části ERAD proteinový komplex, tzv. Sel1L-Hrd1, když jsou vystaveny chladu.,
“ když odstraníte tento komplex v hnědých adipocytech, mitochondrie se protáhnou a zvětší,“ říká Qi. 3D obraz díky zobrazení dříve neznámé interakce mezi mitochondrií a ER, mitochondrie balení ve tvaru U kolem tubuly ER.
DALŠÍ Z LABORATOŘE: Přihlásit se na naši týdenní newsletter
Když myši byly umístěny v chladném prostředí, končí vnější membrány mitochondrií složit zpátky na sebe, nakonec fixační a zcela obklopující tubuly ER., Výsledek, říká Qi, jsou abnormálně velké, misshapen, dysfunkční mitochondrie.
“ ukázali jsme, že tyto mitochondrie nefungují normálně a myši jsou citlivé na chlad, jejich tělesná teplota klesá velmi rychle,“ říká Qi. Jinými slovy, bez tohoto proteinového komplexu ERAD se hnědý tuk nepoužívá k výrobě tepla. Pod mikroskopem měl tento dysfunkční hnědý tuk větší kapičky lipidů než hnědý tuk z myší s proteinovým komplexem neporušeným.
“ to je velmi neočekávané., Výsledky zde zásadně mění naše chápání ER-mitochondriální komunikace a dále prokazují význam degradačního komplexu ER v buněčné biologii.“
Tento dokument také obsahuje příspěvky z těchto U-M autoři: Christopher Halbrook, Françoise Van den Bergh, Rachel B. Reinert, Siwen Wang Yingying Luo, Allen H. Hunter, Thomas H. Sanderson, Aaron Taylor, Costas A. Lyssiotis, Jun Wu a Daniel a. Beard.,
Dokumenty citované:
„Leptin receptor-vyjádření neuron Sh2b1 podporuje sympatický nervový systém a chrání proti obezitě a metabolických onemocnění, Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-020-15328-3
„Endoplazmatické retikulum–související degradace reguluje mitochondriální dynamiky v hnědých adipocytů“, Science, DOI: 10.1126/science.aay2494