Число людей с ожирением почти утроилось с 1975 года, что привело к всемирной эпидемии. Хотя факторы образа жизни, такие как диета и физические упражнения, играют определенную роль в развитии и прогрессировании ожирения, ученые пришли к пониманию того, что ожирение также связано с внутренними метаболическими нарушениями. Теперь исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего пролили новый свет на то, как ожирение влияет на наши митохондрии, важнейшие структуры наших клеток, вырабатывающие энергию.
В исследовании, опубликованном 29 января 2023 года в Nature Metabolism, исследователи обнаружили, что когда мышей кормили диетой с высоким содержанием жиров, митохондрии внутри их жировых клеток распадались на более мелкие митохондрии со сниженной способностью сжигать жир. Кроме того, они обнаружили, что этот процесс контролируется одним геном. Удалив этот ген у мышей, они смогли защитить их от набора лишнего веса, даже когда они питались той же диетой с высоким содержанием жиров, что и другие мыши.
Перегрузка калориями в результате переедания может привести к увеличению веса, а также запускает метаболический каскад, который снижает сжигание энергии, усугубляя ожирение. Идентифицированный нами ген является важной частью перехода от здорового веса к ожирению «.
Алан Салтиел, доктор философии, профессор медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего
Ожирение, которым страдают более 40% взрослых в Соединенных Штатах, возникает, когда в организме накапливается слишком много жира, который в основном хранится в жировой ткани. Жировая ткань обычно обеспечивает важные механические преимущества, смягчая жизненно важные органы и обеспечивая изоляцию. Она также выполняет важные метаболические функции, такие как высвобождение гормонов и других клеточных сигнальных молекул, которые приказывают другим тканям сжигать или накапливать энергию.
В случае дисбаланса калорийности, такого как ожирение, способность жировых клеток сжигать энергию начинает снижаться, что является одной из причин, по которой людям с ожирением бывает трудно сбросить вес. То, как начинаются эти метаболические нарушения, является одной из самых больших загадок, связанных с ожирением.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи кормили мышей диетой с высоким содержанием жиров и измерили влияние этой диеты на митохондрии их жировых клеток, структуры внутри клеток, которые помогают сжигать жир. Они обнаружили необычное явление. После употребления диеты с высоким содержанием жиров митохондрии в отдельных частях жировой ткани мышей подверглись фрагментации, разделившись на множество более мелких, неэффективных митохондрий, которые сжигали меньше жира.
В дополнение к обнаружению этого метаболического эффекта, они также обнаружили, что он обусловлен активностью единственной молекулы, называемой RaIA. RaIA выполняет множество функций, в том числе помогает разрушать митохондрии, когда они работают со сбоями. Новое исследование предполагает, что когда эта молекула сверхактивна, она нарушает нормальное функционирование митохондрий, вызывая метаболические проблемы, связанные с ожирением.
«По сути, хроническая активация RaIA, по-видимому, играет решающую роль в подавлении расхода энергии в жировой ткани при ожирении», — сказал Салтиэль. «Понимая этот механизм, мы на шаг приблизились к разработке таргетных методов лечения, которые могли бы бороться с увеличением веса и связанными с ним метаболическими дисфункциями за счет увеличения сжигания жира».
Удалив ген, связанный с RaIA, исследователи смогли защитить мышей от увеличения веса, вызванного диетой. Углубляясь в биохимию, исследователи обнаружили, что некоторые из белков, на которые влияет RaIA у мышей, аналогичны человеческим белкам, которые связаны с ожирением и резистентностью к инсулину, предполагая, что аналогичные механизмы могут быть причиной ожирения у человека.
«Прямое сравнение между открытой нами фундаментальной биологией и реальными клиническими результатами подчеркивает актуальность полученных результатов для людей и предполагает, что мы можем помочь лечить или предотвращать ожирение, воздействуя на путь RaIA с помощью новых методов лечения, — сказал Салтиэль. — Мы только начинаем понимать сложный метаболизм этого заболевания, но будущие возможности являются захватывающими».
