Исследователи из Вашингтонского университета (Washington University) выявили ранее неизвестный механизм термогенеза в бурой жировой ткани. Он позволяет организму вырабатывать тепло и расходовать энергию даже тогда, когда основные клеточные системы ослабевают. Работа опубликована в научном журнале Nature.
По мнению авторов, открытие может стать основой для разработки безопасных способов активации обмена веществ и борьбы с ожирением.
Роль бурого жира в организме
Бурый жир отличается от белого тем, что не запасает энергию, а превращает калории из пищи в тепло. Этот тип жира особенно важен в условиях холода: он поддерживает температуру тела, помогая организму выживать при низких температурах.
Ранее было известно, что бурый жир можно активировать воздействием холода. Учёные давно предполагают, что стимулирование этого процесса может помочь усилить сжигание калорий и контролировать массу тела.
Второй механизм термогенеза
До последнего времени считалось, что тепло в буром жире образуется только благодаря работе митохондрий — энергетических центров клеток. Основную роль в этом процессе играет белок uncoupling protein 1 (UCP1), который «отвязывает» выработку энергии от синтеза АТФ и переводит её в тепло.
Однако эксперименты на животных показали, что даже при отсутствии этого белка организм сохраняет способность генерировать тепло. Это указывало на существование дополнительного механизма.
Пероксисомы как альтернативный источник тепла
В ходе нового исследования команда Ирфана Лодхи (Irfan Lodhi) обнаружила, что пероксисомы — небольшие клеточные органеллы, участвующие в окислении жирных кислот, — также способны выделять тепло.
При воздействии холода количество пероксисом в буром жире увеличивалось, особенно у животных, лишённых белка UCP1. Это позволило предположить, что пероксисомы могут компенсировать потерю митохондриального термогенеза.
Учёные выяснили, что данный процесс регулируется ферментом acyl-CoA oxidase 2 (ACOX2). Мыши, у которых отсутствовал ACOX2 в буром жире, хуже переносили холод, быстрее снижали температуру тела и демонстрировали ухудшение чувствительности к инсулину. При высококалорийной диете они также быстрее набирали вес.
Напротив, животные с повышенным уровнем ACOX2 лучше сохраняли тепло, имели стабильную массу тела и нормальный уровень инсулиновой чувствительности.
Методы исследования
Для измерения тепловой активности учёные использовали разработанный ими флуоресцентный температурный датчик. Он позволил визуализировать, как клетки бурого жира нагреваются в ответ на активацию ACOX2.
Дополнительно применялась инфракрасная термография, показавшая, что у мышей без ACOX2 температура бурого жира значительно ниже.
Интересно, что жирные кислоты, участвующие в этом процессе, организм способен синтезировать самостоятельно, но они также присутствуют в молочных продуктах, грудном молоке и производятся некоторыми кишечными микробами.
Возможные терапевтические перспективы
По словам Ирфана Лодхи (Irfan Lodhi), открытие даёт основание рассматривать активацию пероксисом как потенциальную терапевтическую стратегию при метаболических нарушениях.
«Мы пока работаем с моделью на мышах, но имеющиеся данные позволяют предположить, что аналогичный путь существует и у человека», — отмечает учёный. — «Ранее было замечено, что у людей с повышенным уровнем этих жирных кислот индекс массы тела ниже. Если удастся подтвердить причинно-следственную связь, то стимулирование активности ACOX2 может стать новым направлением в лечении ожирения и метаболического синдрома».
В будущем, по мнению исследователей, возможно создание нутрицевтических или пробиотических препаратов, усиливающих выработку нужных жирных кислот или активирующих ACOX2 напрямую.
Краткие выводы
- В буром жире обнаружен альтернативный источник тепла — пероксисомы.
- Белок ACOX2 играет ключевую роль в этом процессе.
- Активация ACOX2 улучшает обмен веществ и чувствительность к инсулину.
- Полученные данные открывают перспективы для создания новых терапевтических подходов к контролю массы тела.
Литература
- Xuejing Liu, Anyuan He, Dongliang Lu, Donghua Hu, Min Tan, Abenezer Abere, Parniyan Goodarzi, Bilal Ahmad, Brian Kleiboeker, Brian N. Finck, Mohamed Zayed, Katsuhiko Funai, Jonathan R. Brestoff, Ali Javaheri, Patricia Weisensee, Bettina Mittendorfer, Fong-Fu Hsu, Paul P. Van Veldhoven, Babak Razani, Clay F. Semenkovich, Irfan J. Lodhi. Peroxisomal metabolism of branched fatty acids regulates energy homeostasis. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-09517-7
