Ειδικά λιποκύτταρα γνωστά ως καφέ λιποκύτταρα βοηθούν στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος μετατρέποντας το λίπος σε θερμότητα. Αυτό μας προστατεύει από την απόκτηση περιττού βάρους και από μεταβολικές διαταραχές.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Alexander Bartelt από το Ινστιτούτο Καρδιαγγειακής Πρόληψης (IPEK) αποκρυπτογράφησε έναν νέο μηχανισμό που αυξάνει την κυτταρική αναπνοή και τη μεταβολική δραστηριότητα των καφέ λιποκυττάρων. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτή η ανακάλυψη θα οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις που χρησιμοποιούν το καφέ λίπος κατά των μεταβολικών ασθενειών. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο The EMBO Journal.
Η ενεργοποίηση των κυττάρων που καίνε λίπος κάνει τους ανθρώπους να χάσουν βάρος. Όταν κάνει κρύο, τα καφέ λιποκύτταρα εξάγουν το καύσιμο τους από το αποθηκευμένο λίπος, καθώς η θερμογένεση απαιτεί πολλές θερμίδες. «Οι άνθρωποι που εκπαιδεύουν το καφέ λίπος τους μέσω της τακτικής έκθεσης στο κρύο είναι πιο αδύνατοι και λιγότερο επιρρεπείς στην ανάπτυξη διαβήτη και καρδιαγγειακών παθήσεων», λέει ο Bartelt.
Εικόνες μιτοχονδρίων σε καφέ λιπώδη ιστό με χρήση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. Τα καφέ λιποκύτταρα είναι ιδιαίτερα πλούσια σε μιτοχόνδρια, τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας όπου λαμβάνει χώρα η κυτταρική αναπνοή. Credit: Alexander Bartelt.
Τα καφέ λιποκύτταρα είναι ιδιαίτερα πλούσια σε μιτοχόνδρια, τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας όπου λαμβάνει χώρα η κυτταρική αναπνοή. Ωστόσο, η επιστήμη δεν κατανοεί ακόμη επαρκώς πώς τα καφέ λιποκύτταρα ενισχύουν τον μεταβολισμό, έτσι ώστε να μπορούν να αναπτυχθούν νέες θεραπείες.
Το κρύο διεγείρει τη θερμογένεση
Το μοριακό κόλπο των καφέ λιποκυττάρων είναι η αποσύνδεση της πρωτεΐνης-1, η οποία διασφαλίζει ότι παράγεται θερμότητα αντί για ATP, το συμβατικό προϊόν της κυτταρικής αναπνοής. «Η υψηλή μεταβολική δραστηριότητα των καφέ λιποκυττάρων πρέπει επίσης να επηρεάζει την παραγωγή ATP», λέει ο Bartelt, «και υποθέσαμε ότι αυτή η διαδικασία θα ρυθμιζόταν από το κρύο».
Μαζί με Βραζιλιάνους συναδέλφους από το Σάο Πάολο, οι ερευνητές εντόπισαν τον «ανασταλτικό παράγοντα 1», ο οποίος διασφαλίζει τη διατήρηση της παραγωγής ATP αντί της θερμογένεσης. Όταν η θερμοκρασία πέφτει, τα επίπεδα του ανασταλτικού παράγοντα-1 πέφτουν και μπορεί να λάβει χώρα η θερμογένεση. Όταν αυξάνεται τεχνητά, ο ανασταλτικός παράγοντας 1 διαταράσσει την ενεργοποίηση του καφέ λίπους στο κρύο.
Αυτά τα ευρήματα ελήφθησαν σε απομονωμένα μιτοχόνδρια, σε καλλιεργημένα κύτταρα και σε ένα ζωικό μοντέλο. «Ενώ βρήκαμε ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ για την κατανόηση της θερμογένεσης, οι θεραπευτικές εφαρμογές είναι ακόμη πολύ μακριά», εξηγεί ο Δρ Henver Brunetta, ο οποίος διεξήγαγε τη μελέτη.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν το καφέ λίπος τους πολύ λίγο και αυτό γίνεται αδρανές. Τα αποτελέσματα της νέας μελέτης δείχνουν ότι υπάρχουν μοριακοί διακόπτες που επιτρέπουν στα μιτοχόνδρια των καφέ λιποκυττάρων να λειτουργούν καλύτερα.
Ο Bartelt και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να βασιστούν σε αυτήν την ανακάλυψη. «Ιδανικά, θα βρούμε νέους τρόπους, με βάση τα δεδομένα μας, για να αποκαταστήσουμε επίσης την φυσική κατάσταση των μιτοχονδρίων στα λευκά λιποκύτταρα, καθώς οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν πολλά, αν όχι πάρα πολλά», καταλήγει ο Bartelt.
Περισσότερες πληροφορίες: Henver S Brunetta et al, IF1 is a cold-regulated switch of ATP synthase hydrolytic activity to support thermogenesis in brown fat, The EMBO Journal (2024). DOI: 10.1038/s44318-024-00215-0.
