Функции жировой ткани в организме млекопитающих не сводятся только к хранению ресурсов. На клетках жира лежит ответственность за судьбу энергетических запасов: их можно хранить в виде жирных кислот, выбросить в кровь и накормить окружающих, или же сжечь, то есть расщепить полностью, а освободившуюся энергию потратить на обогрев. Клетки белого жира чаще следуют первым путем, а бурого жира — вторым.
До недавнего времени считалось, что бурый жир в основном встречается у младенцев, но постепенно его начали обнаруживать и в тканях взрослых людей. Кроме того, оказалось, что под действием холода или голода белый жир начинает «буреть»: его клетки приобретают способность рассеивать энергию в тепло — эту стратегию можно использовать для избавления от лишнего веса.
Посмотрите нашу галерею о звездах, поплатившихся здоровьем за желание похудеть.
Несколько лет назад группа американских исследователей заметила у мышей мутацию, делающую их устойчивой к ожирению. У этих животных не хватало белка RAGE — рецептора, с помощью которого клетки жира реагируют на воспаление. Теперь (уже другие) ученые проследили, как именно воспаление связано с работой жировых клеток.
Сначала они проверили, что ген Ager, кодирующий белок RAGE, работает в обоих типах жира, но в буром активнее, чем в белом. Потом сравнили температуру тела и обмен веществ у здоровых мышей и мутантов, лишенных Ager: при комнатной температуре мутанты оказались теплее, чем контрольные животные — вероятно, за счет того, что больше энергии рассеивали в тепло. Митохондрии — органеллы, ответственные за расщепление жиров и трату энергии — у мутантов тоже работали активнее, чем у контрольной группы.
В стрессовой ситуации — после 2 суток, проведенных при температуре +4 ℃ — мутантные мыши тоже поддерживали температуру тела лучше, чем контрольные. Этот же эффект исследователи воспроизвели у «частичных мутантов» — животных, у которых ген Ager отключили только в жировой ткани. Наконец, пересадка жира — от мутантных мышей контрольным — тоже придала животным устойчивость к ожирению и способность рассеивать энергию в тепло. Таким образом ученые убедились в том, что именно белок RAGE в жировых клетках отвечает за ожирение и снижение энергетических затрат.
RAGE способен связываться с самыми разными веществами. В основном это так называемые «стрессорные молекулы» — те, что в норме находятся внутри клеток, но при травмах, гибели клеток и воспалении могут выходить в межклеточное пространство. В ответ на встречу с ними RAGE блокирует работу бурого жира, чтобы сберечь энергию и пережить тяжелые времена, вызвавшие стресс.
В то же время, сигналом для RAGE могут служить и конечные продукты гликирования, AGE (advanced glycation-end products) — белки, потерявшие свои функции из-за реакции с глюкозой. AGE для жировой ткани являются сигналом тревоги. Но в условиях переедания, когда глюкозы в крови слишком много, вероятность ее реакции с белками растет, и содержание AGE становится больше. В свою очередь, эти белки подают сигнал бедствия жировым клеткам, а те в ответ перестают сжигать свои запасы.
Эту двойственную функцию RAGE, для которого и нехватка еды, и избыток становятся поводом включить режим экономии, исследователи считают возможной причиной ожирения. Если это так, то вещества, блокирующие работу RAGE, могли бы стать хорошим способом борьбы с этой «эпидемией», которая охватывает США и другие развитые страны.
