Fettweiß, braun, beige

Fettweiß, braun, beige

Kirill Stasewitsch
"Wissenschaft und Leben" №11, 2014

Ärzte haben allen Grund zu glauben, dass Übergewicht nicht zu gut führt. In der Regel ist eine ganze Reihe von Erkrankungen mit Übergewicht verbunden: vom Herz-Kreislauf-System bis zum Stoffwechsel. Und die Zahl der Menschen mit Übergewicht nimmt ständig zu.

Wie kann ich das Gewicht im normalen Bereich halten? Die Antwort scheint nirgendwo einfacher zu sein – weniger essen, mehr bewegen. Niemand bezweifelt die Wirksamkeit dieser Mittel, aber sie helfen nicht allen. Bei manchen Menschen sind die Stoffwechseleigenschaften so, dass sich bei jeder Diät Fett ansammelt. Manchmal können wir dem Hungergefühl nicht widerstehen: Das Gehirn benötigt Kalorien, ohne auf Übergewicht zu achten. Es ist auch nicht immer möglich, die Anforderungen an körperliche Aktivität, insbesondere für Stadtbewohner, zu erfüllen.

Daher ist Adipositas zu einem der am meisten untersuchten Themen in der modernen Medizin geworden, und die Bemühungen vieler Forscher zielen darauf ab, ein Mittel zu finden, das helfen würde, die Ansammlung von Fett zu verhindern. Sie können zum Beispiel versuchen, das Essverhalten durch das Gehirn und das neuroendokrine System zu verändern. Ein anderer Weg, die Fettansammlung zu verhindern, ist die Wirkung auf die Darmflora, da es darauf ankommt, dass die Nahrung in das Blut aufgenommen wird und was nicht.Schließlich kann ein Überschuss an Lipiden einfach verbrannt werden, das heißt, sie in irgendeine Art von Stoffwechselprozessen aufzuteilen.

Inzwischen, Fett und Fett Streit. Auf dem Gesäß und auf der Taille ist weißes Fettgewebe abgelagert, das hauptsächlich aus weißen Adipozyten (Fettzellen) besteht. Ihre Funktion ist es, eine Vielzahl von Lipiden zu speichern, und sie sehen aus wie ein riesiger Fetttropfen. Cytoplasma, Zellkern und andere Bestandteile der Zelle sind in ihnen, aber sie schmiegen sich irgendwo zwischen der Lipidmasse und der Membran an. Braune Fettzellen sehen anders aus: Es gibt mehrere fettige Tropfen in ihnen, und im Zytoplasma gibt es viele Mitochondrien, die den eisenhaltigen Proteinen eine dunklere, braune Farbe verleihen.

Aus biochemischer Sicht sind braune Fettzellen auf den ersten Blick scheinbar bedeutungslos. In ihren Mitochondrien ist die Verbindung zwischen der Oxidation organischer Moleküle (dh Lipiden) und der Synthese von ATP-Energiemolekülen unterbrochen. Wie bekannt, wird bei der Oxidation von Molekülen in Mitochondrien ein Protonengradient auf ihren inneren Membranen erzeugt: Auf einer Seite der Membran befinden sich mehr Protonen als auf der anderen. Dieser Gradient wird benötigt, damit das Enzym ATP-Syntheseenzym in der Membran wirkt: Die in den chemischen Bindungen von ATP gespeicherte Energie wird leicht freigesetzt und in den meisten molekularen Prozessen in der Zelle genutzt.Aber in braunem Fett wird die Energie von oxidierten Produkten in ATP fast nicht gespeichert. Aber vergeblich gibt sie nicht aus und geht in die Hitze.

Alle Zellen in unterschiedlichem Ausmaß lassen einen Teil der aufgenommenen Energie in die Wärme austreten, aber die Zellen des braunen Fetts sind genau auf diese Funktion spezialisiert – um Wärme aus gespeicherten Lipiden zu erzeugen. Es ist leicht zu erraten, dass braune Adipozyten ein wichtiges Element des Thermoregulationssystems bei warmblütigen Tieren sind. In der Tat haben Zoologen schon lange bemerkt, dass braunes Fett besonders bei Winterschlaf entwickelt wird. Aufrechterhaltung der Körpertemperatur mit Hilfe anderer Mechanismen, wie z. B. Schütteln, "schlafende" Tiere nicht, und braunes Fett kommt sehr praktisch.

Braunes Fett schützt vor Unterkühlung und Babys, – sie haben bis zu 5% des Körpergewichts. Bei Erwachsenen wurde bis vor kurzem geglaubt, dass braune Adipozyten ihre Funktion nicht mehr erfüllen, ihre Mitochondrien verlieren und sich in das Abbild normaler weißer Fettzellen verwandeln.

Vor einigen Jahren wurde braunes Fett aber auch bei Erwachsenen gefunden. Es stellte sich heraus, dass ein Teil davon im Nacken, den Schultern und der oberen Brust verbleibt. Außerdem stellte sich heraus, dass die Menge an braunem Fett bei Erwachsenen in der Kälte zunimmt, was verständlich ist, weil braunes Fett zum Erhitzen benötigt wird.

Und da die "Feuerschale" aus braunem Fett auf Lipiden wirkt, entstand die Idee selbst: Konnte sie nicht zum Abnehmen verwendet werden? Aber dann brauchst du einen "Schalter", der das braune Fettgewebe aktiviert, wenn es benötigt wird. Um diese Idee zu realisieren, ist es erstens notwendig, die molekularen und zellulären Mechanismen zu verstehen, die das Auftreten von braunem Fett im Körper gewährleisten, und zweitens sicherzustellen, dass es wirklich gegen Fettleibigkeit und damit verbundene Stoffwechselprobleme hilft.

Wenn sich ein Mensch kalt fühlt, gibt das Gehirn den weißen Adipozyten ein Signal, Triglyceridfette abzubauen, und die entstehenden Fettsäuren mit Blut kommen zu braunem Fett, wo sie "ausbrennen". Muskelbelastungen tragen zur Umwandlung weißer Fettzellen in braun bei

Obwohl die Zellen des braunen Fettes nicht nur im speziellen "Depot", sondern auch in der Dicke des weißen Fettes gefunden wurden, glaubte man, dass sie noch ihre eigenen speziellen Vorgänger haben, die sich dann zu braunen Adipozyten entwickeln. Forscher an der Zürcher Hochschule der Schweiz fanden jedoch heraus, dass sich weißes Fett und braunes Fett direkt ineinander verwandeln können.Experimente wurden an Mäusen durchgeführt, in denen einzelne Zellen von weißem Fett überwacht wurden: bei einer Abnahme der Temperatur wurden diese Zellen "braun" und mit einem Anstieg "weiß". Es stellt sich heraus, dass braunes Fett direkt aus weißem Fett gebildet werden kann.

Braunes Fettgewebe ist dicht mit Blutgefäßen übersät; Sie bringen nicht nur Treibstoff, sondern auch Wärme mit. Es war sogar möglich, die Nervenzellen zu finden, die das Signal zum Abbau von Fetten geben – sie entpuppten sich als Neuronen des Hypothalamus. Sie kontrollierten die Stoffwechselaktivität von braunen Fettzellen. Das heißt, der Appetit und der Nahrungsmittelverbrauch blieben gleich, aber in dem Fett-Fett- "Ofen" wurden mehr Kalorien verbrannt.

Das Gehirn kann braunes Fett nicht nur mit Hilfe von neuronalen Signalen selbst kontrollieren, sondern auch mit Hilfe von Neuropeptidhormonen, die Orexine genannt werden. Diese Neuropeptide werden im Hypothalamus wieder synthetisiert, sind an der Regulation von Schlaf-Wach-Zyklen beteiligt und beeinflussen Energiestoffwechsel und Appetit. Es stellte sich heraus, dass Orexine direkt auf die Zellen von weißem Fett wirken und zu ihrer Umwandlung in braune Adipozyten beitragen. (Es ist möglich, dass die Angelegenheit nicht auf direkten Einfluss beschränkt ist,denn Orexine sind in ein komplexes System aus mehreren Neuropeptiden eingebunden, die den Stoffwechsel steuern und durch ihre "Einflussfaktoren" auf braunes Fett wirken können. Wenn bei Mäusen die Orexin-Gene ausgeschaltet waren, nahmen die Tiere auch bei moderater Ernährung an Gewicht zu.

Es ist jedoch nicht notwendig zu denken, dass braunes Fett nur von ein paar Neuropeptiden und einer Gruppe von Nervenzellen betreut wird. Der aktivste Teil bei der Umwandlung eines Fettgewebes in ein anderes nimmt das Immunsystem. Vor einigen Jahren fanden Forscher der University of California in San Francisco (USA) heraus, dass Makrophagen, die in weißem Fett vorkommen, dazu führen, dass Fettzellen bei sinkender Temperatur braun werden. Gewöhnlich werden Makrophagen als "sauberere" Zellen bezeichnet, die die Auswirkungen von "Immunkriegen" eliminieren, und ihre aktive Rolle im Stoffwechsel wurde erst kürzlich klar. Unter der Einwirkung spezieller Signalproteine ​​induzieren Makrophagen Fettgewebe, um ihre Reserven zu verbrennen. Und erst kürzlich war es möglich, die Immunsignale, die Makrophagen kontrollieren, mit der Arbeit der Muskeln zu verbinden. Beim Training und wieder mit einer Abnahme der Umgebungstemperatur, ein spezielles Hormon (genanntMeteor-ähnliches Hormon), die über Immunsignalproteine ​​Interleukine auf Makrophagen wirken, die sich im Fettgewebe befinden, und dann entfaltet sich alles gemäß dem obigen Szenario.

Die Suche nach molekularen "magischen Knöpfen" – regulatorischen Proteinen, mit denen man das Auftreten neuer brauner Zellen aktivieren oder ihre Aktivität steigern kann, hängt meist mit der Entschlüsselung der Mechanismen der Braunfettregelung zusammen. So haben Forscher von der University of Virginia (USA) kürzlich einen Artikel veröffentlicht, in dem sie die Rolle eines Schalters des braunen Fett-Tyk2-Kinase-Enzyms vorgeschlagen haben. Bis jetzt wurde dieses Enzym als eines der vielversprechenden Anti-Krebs-Proteine ​​untersucht. (Hier können Sie sich erinnern, dass Fettleibigkeit sich oft mit Krebs entwickelt.) Es gibt viele solcher Beispiele, Berichte über braune Fettaktivatorproteine ​​erscheinen regelmäßig. Natürlich wird bei jeder ähnlichen Arbeit ihr Einfluss auf das Übergewicht überprüft. Bis jetzt hilft alles, das braunes Fett aktiviert, überschüssiges Gewicht loszuwerden. Aber hilft braunes Fett, Stoffwechselprobleme zu beseitigen, die Fettleibigkeit begleiten?

Forscher des Dana-Farber Cancer Institute (USA) haben diese Frage bejaht. Sie fanden ein Protein, das kalorienverbrennende Kalorien mit entzündlichen Prozessen verbindet, die im überwachsenen Fettgewebe beginnen. Es wird angenommen, dass eine Entzündung eine Insulinresistenz von Geweben und Organen hervorruft, was ein direkter Weg zu Typ-2-Diabetes ist. Es stellte sich heraus, dass das in weißen Adipozyten enthaltene TRPV4-Protein die Fettverbrennung beeinflusst und zu entzündlichen Prozessen im Fettgewebe beiträgt. Wenn die Synthese von TRPV4 unterdrückt wurde, gab es bei den Versuchstieren keine Fettleibigkeit oder Entzündung, obwohl sie kalorienreiche fette Nahrung aßen. Tatsächlich gab es in anderen Arbeiten auch einen Zusammenhang zwischen der Aktivierung von braunem Fett und dem Verschwinden von Anzeichen von Diabetes, aber es war notwendig, eine spezifische molekulare Verbindung zu finden. Es stellte sich heraus, dass es sich um TRPV4 handelte. Zugegeben, Studien dieser Art sind nicht auf eine einzige Verbindung beschränkt, und normalerweise erhalten Molekularbiologen eine ganze Signalkette hinter der gefangenen Verbindung, von der jedes Mitglied ein Ziel für Drogen werden kann.

Meistens werden ähnliche Experimente an Mäusen durchgeführtEs wäre also angebracht, die Frage zu stellen, inwieweit die erzielten Ergebnisse auf eine Person extrapoliert werden können. Aber buchstäblich im Juli dieses Jahres in der Zeitschrift Diabetes Es wurde ein Artikel veröffentlicht, in dem Mitarbeiter der medizinischen Abteilung der Universität von Texas in Galveston (USA) über den eindeutigen Zusammenhang zwischen der Menge an braunem Fett beim Menschen, dem Glukosespiegel im Blut und der Zellreaktion auf Insulin schreiben. Je aktiver das braune Fett war, desto mehr Kalorien wurden verbrannt und desto aktiver wurde Glukose aus dem Blut in die Zellen des Gewebes aufgenommen. So könnte braunes Fett wirklich ein gutes medizinisches Werkzeug im Kampf gegen Fettleibigkeit und Diabetes werden, und Wissenschaftler suchen nicht umsonst nach einem Mittel, mit dem man braunes Fettgewebe schnell und effektiv aktivieren kann.

Die meisten dieser Untersuchungen zielen auf Zielmoleküle ab, die an der Behandlung von braunem Fett beteiligt sind. Unterschiedliche Herangehensweisen unterscheiden sich in Wirksamkeit und Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/…2/index.html Mitarbeiter des Biotechnologieunternehmens Genetech behaupten beispielsweise, mit nur einer Injektion von Antikörpern, die zelluläre Rezeptoren für das Hormon FGF21 (Fibroblasten – Wachstumsfaktor) aktivieren, braune Adipozyten zu aktivieren und den Stoffwechsel zu normalisieren21). Bei diabetischen Mäusen, die eine Injektion erhielten, war der Glucosespiegel für einen ganzen Monat normal und die Mäuse selbst verloren 10%. Diese Antikörper wurden bisher jedoch nur an Tieren getestet. Auf der anderen Seite glauben Forscher aus Cambridge (UK), dass "ihr" Protein, BMP8B genannt, das nicht nur braunes Fett aktiviert, sondern es sehr spezifisch tut – das heißt, indem es mit einer Art von Medikament auf BMP8B wirkt, wir fast bevorzugen riskiere einen weiteren molekularen Zellprozess. Erwähnenswert ist auch das kürzlich entdeckte Hormon Iris – es schützt vor Fettleibigkeit und Diabetes, macht weißes Fett braun und trägt gleichzeitig zum Wachstum von Muskelgewebe bei. Das heißt, die Wirkung dieses Hormons ist ähnlich wie beim Fitnesstraining: minus Fett plus Muskel.

Unter den verschiedenen Tipps, wie man braunes Fett aktiviert, ist der ursprüngliche Vorschlag, Viagra zu verwenden. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/…1/index.html Dass dieses legendäre Medikament auch bei der Fettleibigkeit hilft, berichten Forscher der Universität Bonn, die im vergangenen Jahr einen Artikel veröffentlicht haben American Journal für experimentelle Biologie. Viagra, oder Sildenafil, erhöhte die Menge an braunem Fett in Mäusen und unterdrückte zusätzlich entzündliche Prozesse im weißen Fettgewebe.

Nun, kann eine Person selbst zu einer Erhöhung des Körperanteils an braunem Fett beitragen, ohne auf das Aufkommen von Drogen zu warten? Es ist so, und das ist Sport und Sportunterricht. Oben haben wir bereits ein meteorähnliches Hormon erwähnt, das bei körperlicher Anstrengung aus Muskeln freigesetzt wird. Muskelbelastungen erhöhen auch die Synthese des Transkriptionsfaktors PGC-1α in den Muskeln, der in den weißen Fettzellen die Gene einschließt, die sie in braune Adipozyten verwandeln. (Der Proteinfaktor PGC-1α wirkt in der Signalkette, die mit dem TRPV4-Protein assoziiert ist, mit der es möglich war, braunes Fett an Diabetes "zu binden".)

Wenn Sie keine Zeit mit Sport verbringen möchten, helfen Ihnen Freunde dabei, Gewicht zu verlieren. Im Jahr 2011 fanden Forscher der Universität von Ohio (USA) heraus, dass eine erhöhte soziale Aktivität Fettmäusen hilft, Gewicht zu verlieren, und dünne Frauen vor Fettleibigkeit schützen, selbst wenn sie mit fetthaltigen Nahrungsmitteln gefüttert werden. Die Kommunikation mit anderen Mäusen erhöhte den Anteil an braunem Fett im Körper von Tieren, und das Bindeglied war ein ziemlich bekanntes Protein, das neurotrophe Gehirnfaktor (BDNF) genannt wurde, dessen Spiegel in Nervenzellen während eines intensiven sozialen Lebens zunahm.

Schließlich ist eine andere Art, braunes Fett zu aktivieren, was sich selbst andeutet, kalt. In der Tat, wenn die Aktivität von braunen Fettzellen aus der Kälte zunimmt, warum sollten diejenigen, die an Übergewicht leiden, nicht für therapeutische Zwecke eingefroren werden? Mitarbeiter der Universität Maastricht (Niederlande) versuchten, die Wirksamkeit dieser Methode zu bewerten. Zehn Tage lang zwangen sie Freiwillige, jeden Tag sechs Stunden in einem Raum mit einer Lufttemperatur von 15 ° C zu sitzen. Das braune Fett der Versuchsteilnehmer hat sich wirklich aktiviert, sie haben aufgehört zu frieren und ihre Energiekosten sind um 30% gestiegen. Es ist jedoch immer noch nicht klar, ob eine solche Aktivierung für einen wirklich bedeutsamen Gewichtsverlust ausreicht.

Aber wenn ein braunes Fett nicht genug ist, wird Weiß helfen, – wie sich herausstellte, kann es auch Fett mit der Freisetzung von Hitze brechen, wenn es kälter wird. Forscher aus Harvard (USA) fanden heraus, dass weiße Adipozyten selbst ohne den Eingriff des Nervensystems und unabhängig von braunem Fett sich kalt anfühlen und an der Thermoregulation teilnehmen können.

Aus Gründen der Fairness muss gesagt werden, dass einige Daten mit braunem Fett in Verbindung gebracht werden, was die Begeisterung darüber schwächen kann.Zum Beispiel erhöhte er seltsamerweise in einigen Experimenten das Risiko von Atherosklerose, was zu einer Erhöhung des Anteils an "schlechten" Fetten – Lipoproteinen niedriger Dichte – im Blut führte. Diese Ergebnisse müssen jedoch in klinischen Studien bestätigt werden.

Es ist möglich, dass die Vielfalt an Lipidgeweben nicht auf weißes und braunes Fett beschränkt ist. Vor zwei Jahren entdeckten Mitarbeiter des Dana-Farber Cancer Institute (USA), dass es auch beigefarbenes Fett im menschlichen Körper gibt. Seine Zellen sind braunen Fettzellen ähnlich und verbrennen auch überschüssige Lipide, um Wärme zu produzieren, unterscheiden sich aber in einigen essentiellen biochemischen und genetischen Eigenschaften. Es ist möglich, dass jene Adipozyten, die beim Menschen als braun gelten, tatsächlich beige sind. Doch selbst wenn das erwachsene braune Fett wirklich nicht real ist, müssen die Forscher einfach auf beige umstellen, was auch zur Regulierung des Stoffwechsels und zur Vorbeugung von Fettleibigkeit genutzt werden kann.


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