de afgelopen jaren heeft bruin vet de aandacht getrokken als het zogenaamde goede vet dat kan beschermen tegen obesitas en de daarmee samenhangende gezondheidsrisico ‘ s, zoals hart-en vaatziekten en diabetes. Twee afzonderlijke grote studies, één onder leiding van Liangyou Rui, Ph.D. en één door Ling Qi, Ph. D., beide met de afdeling Moleculaire & integratieve fysiologie, helpen de eigenschappen van bruin vet te verklaren.,
bruin vet en de hersenen
De meeste zoogdieren gebruiken bruin vet (en zijn nauw verwante neef beige vet) om warm te blijven. “Bij muizen en mensen, als je meer bruin of beige vet, bent u meer beschermd tegen metabole ziekte,” zegt Rui, De Louis G. D ‘ Alecy collegiale hoogleraar fysiologie aan de U-M Medical School, wiens lab bestudeert de moleculaire en fysiologische mechanismen van obesitas, diabetes en vette leverziekte. In een nieuwe studie gepubliceerd in Nature Communications, Rui, eerste auteur Lin Jiang, Ph. D., en hun collega ‘ s onthullen een weg waardoor het hormoon leptine bijdraagt aan gewichtsverlies.
leptine reguleert het lichaamsgewicht door de eetlust en het energieverbruik onder controle te houden, maar hoe precies is een raadsel geweest. Wat bekend is, zegt Rui, is dat leptine bruin en beige vet activeert. De nieuwe studie verheldert een moleculaire versneller van leptine actie in de hersenen genaamd Sh2b1. Zijn team heeft ontdekt dat Sh2b1 in de hypothalamus, een belangrijk hersengebied dat de lichaamstemperatuur en honger onder andere functies regelt, de stimulatie van het sympathische zenuwstelsel bevordert., Het sympathische zenuwstelsel stuurt signalen naar bruin en beige vet om het te activeren, waardoor het lichaamsgewicht en de stofwisseling behouden blijven.
het team demonstreerde dit proof-of-principle door twee muismodellen te maken. Muizen die het sh2b1 gen in de leptine receptor neuronen ontbrak “hadden een ongelooflijk verminderde sympathische aandrijving aan het bruine en beige vet en verminderde capaciteit om energieverbruik te bevorderen,” zegt Rui. Dit verminderde het vermogen van bruin vet worden omgezet in warmte, waardoor de kern lichaamstemperatuur van de muizen te verlagen., Bovendien ontwikkelden de muizen ook obesitas, insulineresistentie en een leververvetting. Daarentegen werden muizen met extra expressie van Sh2b1 in hun hersenen beschermd tegen obesitas.
zoals Podcasts? Voeg de Michigan Medicine News Break toe aan je Alexa-apparaat of abonneer je op updates op iTunes, Google Play en Stitcher.
” niemand wist dat Sh2b1 in de hersenen het sympathische zenuwstelsel controleert of nodig was voor leptine om bruin vet te activeren om het energieverbruik te verhogen,” merkt Rui op., Zoals voor hoe dit vinden op mensen zou kunnen worden toegepast, zegt hij de hoop is om uiteindelijk een manier te vinden om uitdrukking van Sh2b1 of zijn capaciteit te verhogen om leptin signalerend en vetverbranding te verbeteren.andere U-M auteurs die bijdragen aan dit artikel zijn: Haoran Su, Xiaoyin Wu, Hong Shen, Min-Hyun Kim, Yuan Li, Martin G. Myers Jr, en Chung Owyang.
bruin vet en de cel
bruin vet krijgt zijn kleur van hoge hoeveelheden ijzerhoudende mitochondriën, in tegenstelling tot het standaard wit vet dat verband houdt met obesitas., Een team onder leiding van Qi, een hoogleraar moleculaire & integratieve fysiologie en interne geneeskunde aan de U-M Medical School heeft onderzocht hoe mitochondriën, de energiecentrale van de cel, en een andere cellulaire structuur genaamd het endoplasmatisch reticulum (ER), die betrokken is bij de productie van eiwitten en lipiden, interageren in bruine vetcellen.
in het bijzonder hebben zij de rol bestudeerd van een eiwitcomplex dat betrokken is bij een proces dat ER-geassocieerde eiwitdegradatie of ERAD wordt genoemd., Simpel gezegd, ERAD is het proces van het verwijderen en vernietigen van verkeerd gevouwen eiwitten, zoals het verwijderen van het afval uit de ER.
” iedereen dacht dat ERAD slechts deel uitmaakte van de Algemene cellulaire respons wanneer cellen ER-stress ondergaan,” zegt Qi. “We hebben de afgelopen zes jaar laten zien dat het een fundamentele rol speelt in gezondheid en ziekte.”
in een nieuwe studie, gepubliceerd in Science, laten Qi samen met de eerste auteurs Zhangsen Zhou, Ph.D., Mauricio Torres, Ph. D., en hun collega ‘ s zien hoe een Erad-eiwitcomplex de juiste functie van mitochondriën beïnvloedt.,
kenmerkend is dat ER en mitochondriën continue interactie hebben op aanraakpunten die mitochondriën-geassocieerde membranen worden genoemd. Deze contactpunten markeren gebieden voor mitochondria te verdelen voor de productie van nieuwe mitochondria en voor de uitwisseling van andere molecules zoals lipiden en calcium. De ER vormen buisjes die de mitochondriën omringen om ze klaar te maken voor deling.
met behulp van state of the art 3D imaging ontdekten de onderzoekers wat er gebeurt met mitochondria in bruin vet dat een deel van een Erad-eiwitcomplex, genaamd Sel1L-Hrd1, mist wanneer het wordt blootgesteld aan koude.,
” als je dit complex in bruine adipocyten verwijdert, worden de mitochondriën langgerekt en vergroot,” zegt Qi. Het 3D beeld liet hen toe om een eerder niet herkende interactie tussen mitochondria en ER te bekijken, met mitochondria die in een U-Vorm rond de tubules van ER verpakken.
MORE FROM the LAB: abonneer u op onze wekelijkse nieuwsbrief
wanneer de muizen in een koude omgeving werden geplaatst, vouwen de uiteinden van het buitenste membraan van de mitochondriën zich terug, waardoor de er tubuli uiteindelijk fuseerden en volledig omhulden., Het resultaat, zegt Qi, zijn abnormaal grote, misvormde, disfunctionele mitochondriën.
“We hebben aangetoond dat deze mitochondriën niet normaal functioneren en dat de muizen koudgevoelig worden, waardoor hun lichaamstemperatuur snel daalt”, zegt Qi. Met andere woorden, zonder dit ERAD eiwitcomplex wordt het bruine vet niet gebruikt om warmte te genereren. Onder een microscoop, had dit disfunctionele bruine vet Grotere druppeltjes lipiden dan bruin vet van muizen met het eiwitcomplex intact.
” Dit is zeer onverwacht., De resultaten hier veranderen fundamenteel ons begrip van er-mitochondriale communicatie en tonen verder het belang van een er degradatiecomplex in celbiologie aan.dit artikel bevat ook bijdragen van de volgende U-M auteurs: 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 en Daniel A. Beard.,geciteerde artikelen:
“leptine receptor-expressing neuron Sh2b1 supports sympathic nervous system and protects against obesity and metabolic disease, Nature Communications, DOI: 10.1038 / s41467-020-15328-3
“Endoplasmic reticulum-associated degradation regulates mitochondrial dynamics in brown adipocytes”, Science, DOI: 10.1126 / science.aay2494