Američki znanstvenici otkrili su protein koji djeluje kao prekidač te odlučuje o tome hoće li se prekursori masnih stanica pretvoriti u bijele masne stanice koje pohranjuju kalorije ili u smeđe masne stanice koje ih sagorijevaju. Vjeruju da bi istraživanjem načina funkcioniranja tog prekidača mogli doći do vrijednih spoznaja u borbi protiv pretilosti i dijabetesa. Primjerice, bi li ga se moglo koristiti u reprogramiranju bijelih masnih stanica kako bi se ponašale više poput smeđih?
Patrick Seale, asistent na kolegiju stanične i razvojne biologije i član Instituta za dijabetes, pretilost i metabolizam na Pereiman School of Medicine Sveučilišta u Pennsylvaniji, s kolegama je pisao o svojim otkrićima u časopisu Cell Metabolism. Između ostalog je istaknuo kako su smeđe masne stanice profesionalni proizvođači topline u tijelu, čime štite od pretilosti i dijabetesa.
Smeđe stanice sagorijevaju kalorije, bijele ih skladište
Smeđe masne stanice sagorijevaju kalorije kako bi proizvele toplinu, dok bijele stanice skladište kalorije u nadaleko prepoznatljive naslage koje muče sve veći broj pretilih ljudi ili onih s prekomjernom težinom.
Višak bijele masnoće u području abdomena povezan je s disfunkcijama metabolizma, inzulinskom rezistencijom i bolestima srca. Smeđe masne stanice sadrže mnogo manjih čestica lipida i najviše mitohondrija (koji „sagorijevaju“ lipide) od svih drugih stanica. Budući da mitohondriji sadrže pigmente koji vežu željezo, te su stanice smeđe boje. Sve donedavno znanstvenici su vjerovali kako samo novorođenčad ima smeđe masne stanice. Nedavno su otkrili kako i odrasli imaju manje, ali važne količine smeđeg masnog tkiva u različitim dijelovima tijela, vjerojatno zbog privikavanja na hladnoću.
Danas ukazuju na to da bi sposobnost smeđih masnih stanica da proizvode toplinu mogla biti primijenjena u borbi protiv pretilosti i dijabetesa. Ključ je u tome što se smeđe i bijele stanice razvijaju iz istog prekursora, a postoji prekidač koji odlučuje o tome u koji će se tip masne stanice prekursor razviti. Prema tome, mogla bi postojati i mogućnost „uključivanja“ smeđih stanica tim prekidačem kako bi sagorjele energiju pohranjenu u bijelim stanicama.
Proteinski prekidač kontrolira ravnotežu smeđih i bijelih masnih stanica
Seale je s kolegama otkrio da transkripcijski faktor Ebf2 (skraćeno od Early B Cell Factor 2) regulira aktivnost proteina-receptora pod imenom PPAR-gama, koji donosi odluku o tome hoće li se prekursori pretvoriti u smeđe ili bijele masne stanice.
Otkrili su da Ebf2 regulira vezivne aktivnosti proteina PPAR-gama i pretpostavili da to čini mijenjanjem epigenetskih proteina u genima smeđih masnih stanica. Da bi došli do tog otkrića, proveli su GWA istraživanje na vezivnim područjima proteina PPAR-gama u smeđim i bijelim masnim stanicama. Otkrili su da su vezivna područja u smeđim stanicama usmjerena i na prepoznavanje uzorka DNA u Ebf2, koji je snažno izražen samo u smeđim masnim stanicama. Stoga su odlučili istražiti što bi se dogodilo kad bi se Efb2 aktivirao u bijelim masnim stanicama koje se nisu u potpunosti razvile.
Naglašavanje Efb2 u bijelim masnim stanicama koje se nisu u potpunosti razvile učinkovito ih je reprogramiralo u smeđe masne stanice
Znanstvenici su otkrili da je aktivacija Efb2 u bijelim masnim stanicama koje se nisu u potpunosti razvile dovela do njihovog pretvaranja u smeđe masne stanice. To su otkriće potvrdili još jednim testom u kojem su istraživali sposobnost reprogramiranih stanica da proizvedu toplinu, pri čemu su otkrili da su te stanice koristile puno više kisika od normalnih bijelih masnih stanica i sadržavale puno više mitohondrija. Geni uključeni u proces proizvodnje topline također su bili jače izraženi u reprogramiranim bijelim stanicama. Drugim riječima, reprogramirane bijele stanice imale su sva svojstva smeđih masnih stanica. Istraživači su nadalje proveli dodatna testiranja na miševima kako bi provjerili je li Efb2 ključan za razvoj smeđeg tkiva. Uzgojili su miševe s manjkom Efb2 i otkrili da su se na mjestima na kojima se inače nalazi samo smeđe tkivo razvile naslage bijelih stanica. Zaključili su da se, u nedostatku Efb2, masne stanice pretvaraju samo u bijelo masno tkivo.
Manipulacija faktorom Efb2 mogla bi utjecati na metabolizam promjenom diferencijacije masnih
Nedavna su istraživanja otkrila da bi smeđe masne stanice mogle imati važnu ulogu u metabolizmu čovjeka, ulogu koja dosad nije bila u potpunosti jasna. Studije koje su proučavale PET pretrage koje su pokazivale kako različita tkiva u tijelu koriste glukozu pokazale su da je broj smeđih masnih stanica manji kod starijih ljudi i onih s višim indeksom tjelesne mase. Moguće je da bi se, kao što i ovo istraživanje sugerira, uključivanjem prekidača taj omjer mogao promijeniti te da bi se bijele stanice mogle reprogramirati da budu više nalik smeđim kako bi sagorijevale više lipida umjesto da ih pohranjuju. Identificiranjem faktora Ebf2, istraživači su se dotaknuli rane faze razvoja masnih stanica u smeđe masno tkivo.
Ovo je otkriće samo po sebi važno, jer su istraživači otkrili da faktor ima veću snagu za pokretanje diferencijacije ako je aktiviran što ranije tijekom procesa. Nedostatak je u tome što Efb2, kao transkripcijski faktor, nema jasno određeno vezivno mjesto pa je teško odrediti metu za primjenu lijekova, no možda će se otkriti kako to mjesto ima protein koji je s njim povezan. Seale i kolege kao jedan od pristupa predlažu blokiranje ili stimulaciju aktivnosti Efb2 s takvim povezanim proteinom. U listopadu 2012. godine istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Francisco otkrili su još jedan prekidač, temeljen na proteinu UCP1 koji uključuje proces sagorijevanja masti u smeđim stanicama. Istaknuli su kako bi on mogao poslužiti kao meta za terapiju lijekovima koji bi povećali sagorijevanje. Ipak, još nas čeka dalek put kako bismo otkrili može li takav pristup biti učinkovit u kontroli tjelesne težine.