Корень одуванчика сжигает жир

Одно из научных открытий, внесенных экспертами ­журнала Science в Топ-10 прошлого года, на первый взгляд не кажет­ся столь заметным. Однако, отметив его в числе самых значительных достижений, специалисты отдали дань борьбе с эпидемией ожирения, охватившей сегодня целые нации. Например, в США, по данным CDC (Centers for Disease Control and Prevention — Центры по контролю и предотвращению заболеваний), излишний вес имеют приблизительно две трети взрослых и около 17 процентов подростков в возрасте до 19 лет. В Старом Свете проблема тоже стоит достаточно остро — в Великобритании среди взрослых таких уже почти 20 процентов. По прикидкам отечественных специалистов, лишние килограммы носят на себе и 25-30 процентов россиян.

Жиру жир!

Одно из научных открытий, внесенных экспертами ­журнала Science в Топ-10 прошлого года, на первый взгляд не кажет­ся столь заметным. Однако, отметив его в числе самых значительных достижений, специалисты отдали дань борьбе с эпидемией ожирения, охватившей сегодня целые нации. Например, в США, по данным CDC (Centers for Disease Control and Prevention — Центры по контролю и предотвращению заболеваний), излишний вес имеют приблизительно две трети взрослых и около 17 процентов подростков в возрасте до 19 лет. В Старом Свете проблема тоже стоит достаточно остро — в Великобритании среди взрослых таких уже почти 20 процентов. По прикидкам отечественных специалистов, лишние килограммы носят на себе и 25-30 процентов россиян.

Между тем уже давно известно, что не весь жир в организме является «плохим». Еще в 1551 году швейцарский естествоиспытатель Конрад Гесснер обнаружил особую его разновидность, которая, по мнению ученого, представляла собой нечто среднее между жиром и плотью. Позднее ученые выяснили, что так называемый коричневый жир по своей роли в организме сильно отличается от обычного белого жира, служащего в качестве источника запасов энергии — для современных жителей цивилизованных стран часто именно эти запасы оказываются излишними. Скажем сразу: многие толстяки просто мечтали бы заиметь хоть немного коричневого жира. В отличие от белого он помогает не складировать, а тратить запасы — сжигать калории и расходовать энергию, чтобы поддерживать температуру тела. Этому способствует структура его клеток: в то время как белые жировые клетки содержат крупную каплю жира, окруженную кольцом цитоплазмы, коричневые клетки состоят из небольших капелек жира, рассеянных по цитоплазме. Эти клетки буквально напичканы митохондриями — «фабриками энергии», окисляющими жиры. Кроме того, к коричневым клеткам подходит гораздо больше капилляров — ведь для сжигания жира им требуется очень много кислорода.

Одна беда: в организме взрослого человека коричневого жира почти нет. Его недаром называют «жиром новорожденных». Коричневые клетки необходимы, чтобы помочь ребенку поддерживать постоянную температуру тела в первые дни жизни, когда ему нужно адаптироваться к условиям среды вне материнского организма. Кстати, их действие можно увидеть, если заснять в тепловом диапазоне маленького ребенка, спящего при комнатной температуре без пеленок. «Пятнышки тепла» будут видны у него на коже в местах скопления коричневого жира — на шее и между лопатками.

Отработав свое у малышей, коричневый жир перестает вырабатываться. Впрочем, уникальные клетки во взрослом состоянии сохраняют некоторые животные. Это прежде всего те, кто впадает в зимнюю спячку, и мелкие грызуны — «хороший» коричневый жир помогает им согреваться. Уже несколько десятилетий ученые бьются над вопросом: нельзя ли заново обучить организм человека вырабатывать клетки «полезного» жира? Конечно, это не отменило бы диет и гимнастики, но ведь существуют злостные формы ожирения, для борьбы с которыми все средства хороши…

По мнению специалистов, два последних исследования, опубликованных в 2008 году в журнале Nature, как никогда близки к решению этой задачи. Ученые выделили два разных белка, контролирующих развитие клеток коричневого жира из преадипоцитов и миоцитов — незрелых клеток жировой и мускульной ткани. Группа исследователей из Онкологического института Дана — Фарбер при Гарвардском университете (США) поначалу искала «общий выключатель»: белок, стимулирующий выработку коричневых жировых клеток. «Под подозрение» попал белок PRDM16 — исследователи предположили, что «выключение» кодирующего его гена приведет к тому, что клетки коричневого жира превратятся в белые. Следующим шагом стало бы создание лекарства от ожирения на основе PRDM16. Однако когда ученые приступили к экспериментам, случилось неожиданное. Как выяснилось, незрелые клетки коричневого жира с «выключенным» белком действительно превращались, но только не в жир, а в клетки мускульных волокон! В свою очередь «включение» белка приводило к превращению клеток мускулов в коричневый жир. Так ученые неожиданно сделали фундаментальное открытие. «Мы выяснили, что коричневый и белый жир имеют разную природу, — говорит руководитель группы исследователей Брюс Шпигельман. — То, что коричневый жир происходит от клеток мускулов, явилось для нас большим сюрпризом». В результате ученые пришли к выводу: белок PRDM16 контролирует процесс преобразования незрелых клеток-предшественников в клетки коричневого жира или мускулов. Если этого белка много, появляется жир, если мало — мышечные волокна. Но и это еще не все: как выяснилось, повышенное количество PRDM16 все же перепрограммирует белые жировые клетки, заставляя их превращаться в коричневый жир.

Авторы другого открытия, исследователи из Центра по изучению диабета Джослин при Гарвардском университете (США), искали фактор, который способствовал бы усиленному росту клеток коричневого жира. После долгих поисков они остановились на белке BMP-7, о котором было известно, что он ускоряет рост костной ткани. Ученые выяснили, что он действительно стимулирует коричневые клетки. Эксперименты на специальных линиях лабораторных мышей показали, что грызуны, у которых благодаря генетической модификации отсутствовал белок BMP-7, вырабатывали гораздо меньше коричневого жира, чем их собратья из контрольной группы. Ученые провели еще один эксперимент: они вводили мышам BMP-7, используя для этого ослабленный респираторный вирус. Патоген заражал клетки животных, и белок попадал в организм. В результате грызуны резко «постройнели» — у них выработалось больше клеток коричневого жира, чем в норме, и они могли тратить гораздо больше калорий. «Это исследование дает надежду. Ведь так можно лечить ожирение, — говорит руководитель группы Ю Хуа Ценг. — Особенно у людей, предрасположенных к этому генетически».

Как же будут работать новые лекарства от ожирения? По мнению Брюса Шпигельмана, не так уж далек тот день, когда коричневые жировые клетки удастся трансплантировать прямо в белую жировую ткань человека, чтобы запустить процесс сжигания калорий. «Свободные жировые кислоты из белых клеток в этом случае будут попадать в коричневые и сжигаться», — говорит Ю Хуа Ценг. Вторая возможность — стимулировать процесс выработки коричневого жира непосредственно в организме человека. Хоть зрелые клетки коричневого жира у взрослых и не встречаются, однако некоторое количество их клеток-предшественников еще можно найти. Дело за немногим — определить вещества, способные стимулировать выработку нужных белков, которые, в свою очередь, станут триггерами (пусковыми устройствами) для появления новых клеток «полезного» жира. Ученые обещают, что соответствующие лекарства появятся в течение ближайшего десятилетия.

Дело может пойти еще быстрее, если в него ввяжутся исследователи, работающие со стволовыми клетками. Ведь они уже научились «выращивать» миоциты, способные переродиться в клетки коричневого жира. «Впрочем, здесь существует много сложностей, — говорит руководитель лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН Сергей Киселев. — Наверняка это будут миоциты, обладающие особыми характеристиками, способные развиваться в коричневый жир. Между тем они еще недостаточно изучены. Так что более простым может оказаться все-таки второй путь».

Как бы то ни было, ученые уже начали распутывать сложную сеть перерождений, связанную с судьбой уникальных клеток. И у людей с тяжелыми нарушениями обмена веществ, обусловленными генетически, появилась надежда. Вот только любителям поесть и поваляться на диване все же не стоит ждать чудо-лекарства, которое быстро сделает их стройными, как подопытных мышей. По мнению специалистов, истинные корни ожирения нужно искать в человеческом мозгу — именно там находится источник удовольствия, которое мы получаем от еды. Так что никакие коричневые клетки не отменят простого, но эффективного рецепта Майи Плисецкой: «Сижу не жрамши». Все-таки пока худеть лучше так. Это надежнее.