Защо изключването на термостата може да помогне да спечелите битката на издутината

scientific

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

За повечето хора „мазнини“, особено онези, които изпъкват под кожата, са думи с четири букви. Кара бедрата ни да се трептят; тя се задържа въпреки мъчителните ни опити да я премахнем. Твърде много от него увеличава риска от сърдечни заболявания и диабет тип 2 (най-честата форма на заболяването). В продължение на десетилетия изследователите търсят начини да намалят колективните ни запаси от мазнини, тъй като изглежда са донесли повече вреда, отколкото полза.

Но биологията рядко е толкова проста. В края на 2000-те няколко изследователски групи независимо откриха нещо, което наруши консенсуса относно абсолютната опасност от телесните мазнини. Учените отдавна са знаели, че хората произвеждат поне два вида мастна тъкан - бяла и кафява. Всяка бяла мастна клетка съхранява енергия под формата на една голяма мазна капчица, но иначе е относително инертна. За разлика от тях, кафявите мастни клетки съдържат много по-малки капчици, както и молекулни машини с цвят на кестен, известни като митохондрии. Тези органели от своя страна изгарят капчиците, за да генерират топлина. Бебетата, които все още не са развили способността да треперят, за да поддържат телесната си температура, разчитат на термогенни отлагания на кафява мазнина в областта на шията и около раменете, за да останат на топло. И все пак изследователите предполагат, че всички кафяви мазнини изчезват по време на детството. Новите открития разкриха друго. Възрастните също имат кафява мазнина.

Изведнъж хората започнаха да се хвърлят около термини като свещен граал, за да опишат обещанието за кафява мазнина за борба със затлъстяването. Идеята беше привлекателно проста: ако изследователите успеят да разберат как да подтикнат организма да произвежда допълнително кафява мазнина или някак да подобри съществуващата кафява мазнина, по-голям брой калории ще се преобразуват в топлина, намалявайки депозитите на бяла мазнина в процеса.

Кафявата мазнина обаче се оказа трудна за изследване, отчасти, защото беше толкова трудно да се намери при възрастни. Освен това някои експерти се съмняваха, че в порасналото тяло може да остане достатъчно кафява мазнина, за да има голяма разлика за затлъстелите. И накрая, най-лесният начин да се затопли кафявата мазнина е да се излагат хората на ниски температури, което донякъде намалява привлекателността на кафявата мазнина като средство за отслабване. Колкото повече изследователи научиха за кафявата мазнина, толкова повече усложнения и въпроси възникнаха.

Сега обаче разбирането за кафявата мазнина се превръща в ъгъл. Учените са научили нови начини да определят местоположението му под кожата. Последните данни сочат, че той наистина може да намали излишните запаси от мазнини дори при затлъстелите. Изследователите също така са идентифицирали съединения, които могат да активират кафявите мазнини, без да са необходими неприятно охлаждащи температури. Колкото и странно да звучи, мазнините могат да станат важен съюзник в борбата срещу затлъстяването.

Сложни сложни мазнини
През 2009 г. три различни групи независимо публикуваха статии в New England Journal of Medicine потвърждавайки откриването им на активни кафяви мастни клетки при здрави възрастни. Следващите прекараха следващите пет години, за да измислят как да изследват кафявите мазнини по-лесно и по-подробно.

Най-популярният метод за картографиране, където кафявата мазнина се намира под кожата, е сканирането на тялото с помощта на комбинирана позитронно-емисионна томография и компютърна томография (PET-CT). Тази техника създава много детайлни изображения на вътрешността на тялото, но изисква скъпа и инвазивна процедура, казва Пол Лий, научен сътрудник в Института за медицински изследвания Гарван в Сидни. За извършване на такива сканирания лекарите първо инжектират пациенти с разтвори на радиоактивни, но доброкачествени захарни молекули. След като митохондриите в кафявите мастни клетки започнат да работят, те консумират радиоактивната захар, която излъчва гама лъчи, които PET частта от сканирането може да открие. CT сканирането очертава различните различни видове тъкани, а комбинацията от двете технологии идентифицира кафявите мастни клетки, които се оказват активни, като същевременно пренебрегват всички спящи отлагания.

Лий казва, че предстоят няколко нови методологии, които биха могли да направят изследването на кафявите мазнини при хората по-лесно и много по-точно. Учените например са измислили начини за измерване на кафявите мазнини с ядрено-магнитен резонанс (MRI), технология, която използва гигантски магнити за безвредно подравняване на водните молекули в тялото по такъв начин, че да се създават подробни изображения на различните му тъкани и това е много по-малко инвазивни от PET-CT сканирането, тъй като не са необходими инжекции. Друга относително евтина и неинвазивна опция е термовизионното изобразяване, което идентифицира горещи точки с кафява мазнина под кожата, като следи температурата на горната кожа.

Тъй като инструментите за изучаване на кафявите мазнини се подобриха, експериментаторите оспориха предишния песимизъм относно способността му да помага на хората да отслабват. В проучване от 2012 г. шестима мъже остават неактивни в продължение на три часа, докато носят студен костюм, който циркулира вода с температура от 64,4 градуса по Фаренхайт върху кожата им - достатъчно студена, за да понижи телесната си температура, без да причинява твърде много треперене. По този начин изследователите биха могли да бъдат сигурни, че повечето излишни калории, изгорени през тези три часа, са изразходвани от кафяви мастни клетки, а не от треперещи мускули.

Доброволците са изгорили допълнителни 250 калории в сравнение с това, което биха използвали по време на три часа бездействие при по-типични вътрешни температури. Въпреки че това може да не звучи много, допълнителните 250 калории на ден в продължение на две седмици биха консумирали достатъчно енергия, за да позволят на човек, който се храни, да загуби половин килограм мазнини. „Дори много скромното повишаване на метаболизма в продължение на дълъг период може да доведе до значително намаляване на теглото“, казва Барбара Кенън, физиолог от Института за експериментална биология Уенър-Грен в Стокхолм, която не участва в изследването.

Последните експерименти също разкриха, че ползите от кафявите мазнини далеч надхвърлят изгарянето на калории. Изследване от 2011 г. с мишки установи, че кафявата мазнина може да се зарежда с триглицериди, взети от кръвния поток - точно от вида мастни молекули, за които е известно, че увеличават шансовете за развитие на метаболитен синдром, група от състояния, които повишават риска от сърдечни заболявания, инсулт и диабет . Кафявите мастни клетки също черпят молекули захар от кръвта, което може да помогне за намаляване на риска от диабет тип 2; хронично високи нива на кръвна глюкоза пораждат способността на организма да управлява тези нива на първо място, което от своя страна поставя началото на диабета.

Бежова мощност
Като се имат предвид тези констатации, все по-голям брой учени и биотехнологични компании се опитват да разработят начини за умножаване на броя на кафявите мастни клетки в тялото или по някакъв начин да засилят тяхната активност. В допълнение, те проучват възможността за трансформиране на белите мастни клетки в тъкан, която се държи много като кафява мазнина - това, което те наричат ​​„бежова“ или „brite“ (кафява в бяло) мазнина.

Да разберем дали студените температури задействат производството на бежова мазнина, в допълнение към обогатяването на кафявата мазнина, изглеждаше като добра отправна точка. Миналата година японски изследователи помолиха 12 млади мъже с по-малко от средното количество активни кафяви мазнини да седят в 63-градусова F стая по два часа на ден в продължение на шест седмици. Първоначално участниците в изследването изгарят средно 108 допълнителни калории в студа в сравнение с по-нормалните температури в помещенията. След шест седмици обаче телата им изгаряха допълнителни 289 калории на студ, а PET-CT сканирането показва, че действието на бежовите им мазнини наистина се е увеличило. Група мъже на подобна възраст и здрави мъже, които не са били многократно изложени на студ, не показват промяна в метаболизма си. Изследователите смятат, че през шестте седмици ниските температури са увеличили активността на ген, наречен UCP1, което изглежда насочва превръщането на бялата мазнина в бежова мазнина.

Не харесвате ниските температури? Изследователите са идентифицирали няколко молекули, които могат да стимулират подобно „покафеняване“ на белите мазнини, без да е необходима настинка. Две проучвания от 2012 г. показват, че хормонът, наречен иризин, който се освобождава от мускулните клетки след тренировка, принуждава бялата мазнина да се държи като кафява мазнина. В едно от тези проучвания изследователите инжектират мишки с ген, който утроява нивата на хормона в кръвта на мишки, които са били със затлъстяване и имали опасно високи количества захар в кръвта си. Мишките отслабнаха и възвърнаха контрола върху нивата на глюкозата си само за 10 дни.

Доказано е също, че упражненията се увеличават UCP1 активност в кафява мазнина, което я прави по-активна. Други естествено получени стимулатори на потъмняване в момента са невротрофичен фактор, получен от мозъка - молекула, която обикновено стимулира растежа на невроните - и SIRT1, протеин, чиято цел остава загадъчна, но това може да помогне на тялото да се справи със стреса.

Докато превръщането на съществуващата бяла мазнина в бежова мазнина е обещаващ подход, някои изследователи, включително Cannon, смятат, че може да се окаже по-полезно да се увеличат самите количества кафява мазнина. През 2013 г. тя и нейните колеги съобщиха, че кафявата мазнина може да изгори поне пет пъти повече съхранена енергия от бежовата мазнина. В идеалния случай, казва Кенън, учените ще се научат как да поддържат запасите от кафява мазнина толкова големи и активни през цялата зряла възраст, колкото са в ранна детска възраст: „Целта трябва да бъде да се запази кафявата мазнина завинаги, вместо да се налага да я създавате наново“.

Много изследователи са уверени, че в крайна сметка ще се възползват от специфични лечения, базирани на кафяви мазнини, въпреки че повечето признават, че подобни интервенции най-вероятно са най-малко на 10 години. Междувременно обаче самомотивираните индивиди могат да започнат да прилагат някои от прозренията за кафявата мазнина в собствения си живот. „Няма съмнение, че нездравословната диета и заседналият начин на живот са двата основни фактора за епидемията от затлъстяване“, казва Лий, но „липсата на излагане на температурни колебания може да допринесе слабо“.

С други думи, централното отопление има своите недостатъци, отчасти защото може да намали активността на кафявите мазнини. Никой обаче не е готов да предложи отказ от термостата през зимата като начин за отслабване - въпреки че несъмнено спестява пари от сметката ви за отопление. Дали това може да ви помогне да поддържате подстригването и да предотвратите хронични заболявания, предстои да разберем.

Тази статия първоначално е публикувана със заглавие "Може ли кафявата мазнина да победи затлъстяването?" в Scientific American 311, 2, 30-32 (август 2014 г.)