Исследователи Университета Макгилла (McGill University) обнаружили молекулярный механизм, который включает один из путей выработки тепла в бурой жировой ткани у мышей. Работа опубликована в журнале Nature.
Открытие важно не только для понимания обмена веществ и ожирения. Самые близкие практические перспективы авторы связывают с болезнями костей, потому что ключевой фермент этого механизма уже известен как важный участник минерализации — процесса, при котором костная ткань становится твёрдой и прочной.
Чем бурый жир отличается от белого
Белая жировая ткань в основном запасает энергию. Бурая жировая ткань, наоборот, помогает её расходовать: клетки бурого жира сжигают питательные вещества и выделяют тепло. Такой процесс особенно важен при охлаждении организма.
Долгое время считалось, что выработка тепла в буром жире зависит прежде всего от одного основного пути. Позднее учёные нашли параллельный механизм — креатиновый цикл с расходованием энергии. Это своеобразный «холостой ход» обмена веществ: энергия тратится, полезная работа почти не выполняется, а часть энергии уходит в тепло.
До сих пор было неясно, что именно включает этот путь.
Глицерин оказался ключом
Группа под руководством Лоуренса Казака (Lawrence Kazak) изучала, что происходит при воздействии холода. Когда организму нужно согреться, он расщепляет запасённый жир. В ходе этого процесса высвобождается глицерин — небольшая молекула, которая образуется при распаде жиров.
Совместно со структурным биологом Альбой Гуарне (Alba Guarné) исследователи показали, что глицерин связывается с ферментом тканенеспецифической щелочной фосфатазой (tissue-nonspecific alkaline phosphatase, TNAP). Ферменты — это белки, которые ускоряют химические реакции в организме.
Авторы описали участок связывания как «глицериновый карман». Когда глицерин попадает в этот участок, фермент активируется и запускает альтернативный путь выработки тепла.
По словам Лоуренса Казака (Lawrence Kazak), это первое описание того, как может включаться такой независимый от классического механизма путь теплопродукции.
Почему это связано с костями
На первый взгляд бурая жировая ткань и костные болезни кажутся далёкими темами. Но тканенеспецифическая щелочная фосфатаза играет важную роль и в костях: она помогает минерализации, то есть отложению минеральных веществ, которые делают кость твёрдой.
Если работа этого фермента нарушена из-за наследственных изменений, может развиться гипофосфатазия. Это редкое заболевание, при котором кости недостаточно минерализуются, становятся мягче и легче ломаются. У пациентов могут возникать переломы, боль и деформации скелета.
В лабораторных опытах исследователи проверили мутации тканенеспецифической щелочной фосфатазы и обнаружили, что найденный «переключатель» важен не только для клеток, расходующих энергию, но и для клеток, участвующих в укреплении костной ткани.
Возможный путь к новым лекарствам
Соавтор работы Марк Макки (Marc McKee) отметил, что активация тканенеспецифической щелочной фосфатазы через «глицериновый карман» может стать основой нового подхода к лечению. Идея состоит в том, чтобы с помощью природных или синтетических биологически активных соединений усилить полезную активность фермента и поддержать нормальную минерализацию костей.
Это пока не означает, что лекарство уже готово. Исследование проводилось на мышах и в лабораторных моделях, а найденные соединения-кандидаты ещё предстоит подробно изучить. Но авторы уже выделили десятки потенциальных веществ для дальнейшей проверки.
В работе также участвовали Хосе-Луис Мильян (José-Luis Millán) из Института медицинских открытий Сэнфорда Бернэма Пребиса (Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute), а также учёные из Лондонского университета королевы Марии, Северо-Восточного университета и Института исследований здоровья штата Мэн.
Что важно для пациентов
Пациентам с болезнями костей не стоит воспринимать это открытие как немедленную замену существующей терапии. Но оно показывает, что один и тот же фермент может быть важен сразу в двух процессах: расходовании энергии и укреплении костной ткани.
Если дальнейшие исследования подтвердят результаты, учёные смогут точнее воздействовать на тканенеспецифическую щелочную фосфатазу и, возможно, разработать новые способы помощи людям с нарушенной минерализацией костей. Ранее МКБ-11 писал о том, как исследования костного мозга помогают лучше понять миграцию клеток в костной ткани и её микросреде.
Литература
Hussain M. F., et al. Glycerol-driven TNAP activation in thermogenesis and mineralization // Nature. — 2026. — DOI: 10.1038/s41586-026-10396-9.