Почему, выключив обогреватель, вы получаете возможность сбросить вес?
Для большинства из нас жир, в частности тот, по вине которого кожа становится бугристой, а на бедрах и животе образуются складки, обозначается одним словом без всяких дополнений. Накопление его сверх меры повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний и диабета II типа. Десятилетиями врачи и физиологи бьются над тем, как найти способ уменьшить его запасы, но пока не очень успешно.
Впрочем, в биологии не бывает простых вещей. В конце 2000-х гг. сразу в нескольких лабораториях было обнаружено нечто, нарушившее единодушие среди ученых в их отношении к жиру как абсолютному злу. Давно было известно, что существует два типа жировой ткани — белая и бурая. В каждой клетке белого жира энергия запасена в единственной большой жировой капле, никаких функций, кроме как хранилища калорий, она не выполняет. Клетки бурой жировой ткани содержат множество капель меньшего размера, а кроме того в них есть митохондрии — органеллы, содержащие железо (оно и определяет цвет ткани), в которых происходит «сжигание» жира с выделением тепла. Организм младенца, у которого еще не развилась система терморегуляции, использует отложения бурого жира (главным образом в области плеч и шеи) для поддержания температуры тела на нужном уровне. Но, как оказалось, бурая жировая ткань с возрастом не исчезает, в небольшом количестве она присутствует и у взрослых.
Данное открытие было с энтузиазмом встречено научной общественностью, породив надежду на то, что бурый жир может справиться с ожирением. Идея была проста: если удастся выяснить, как побудить организм вырабатывать больше бурого жира или повысить расходование уже имеющихся запасов, то содержащиеся в нем калории будут превращаться в тепло, что уменьшит запасы белого жира.
Однако исследовать бурый жир не так-то просто — отчасти потому, что трудно обнаружить, где находятся его отложения. Кроме того, существуют сомнения, что его количества в организме достаточно, чтобы манипуляции с ним повлияли на ожирение. И наконец, самый простой способ стимулировать выработку бурого жира состоит в понижении температуры тела, а это не очень-то привлекательный способ борьбы с ожирением. Получается, что чем больше ученые узнают о свойствах этого вещества, тем больше вопросов возникает.
Сегодня, однако, ситуация меняется к лучшему. Найдены способы выявления подкожных отложений бурого жира, а самые последние данные свидетельствуют о том, что он действительно способствует уменьшению жировых запасов даже у тучных людей. Идентифицированы вещества, стимулирующие его выработку, и теперь отпала необходимость подвергать людей воздействию низких температур.
Как ни парадоксально, но жир может оказаться эффективным инструментом в борьбе с ожирением.
Жир жиру рознь
В 2009 г. три группы ученых, независимо друг от друга, опубликовали статьи в New England Journal of Medicine, в которых подтверждались данные, уже полученные ранее, о наличии в организме взрослых функционально активных клеток бурого жира. Следующие пять лет ушли на то, чтобы найти более простые способы выявления его отложений и детально изучить его свойства.
Самым распространенным методом обнаружения бурого жира признана позитронно-эмиссионная/компьютерная томография (ПЭТ/КТ). «Она позволяет получить детальное изображение внутренних органов и тканей, но имеет свои недостатки: во-первых, она стоит немалых денег, во-вторых, это инвазивная процедура», — говорит Пол Ли (Paul Lee) из Гарванского института медицинских исследований в Сиднее.
Чтобы получить изображение, пациенту вводят раствор радиоактивного сахара. Он проникает в клетки бурого жира, и митохондрии начинают его расщеплять; процесс сопровождается испусканием гамма-квантов, которые регистрирует ПЭТ. Компьютерный томограф дает изображение разных типов тканей, и совместно эти два метода идентифицируют жировые клетки, остающиеся функционально активными среди массы других в отложениях бурого жира.
По словам Ли, на подходе несколько новых методов, которые позволят обнаруживать бурый жир с меньшими затратами и с большей точностью. Так, разработан способ определения содержания бурого жира с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Пациента помещают в мощное магнитное поле, под действием которого молекулы воды в его организме ориентируются специфичным образом, что позволяет различать их и идентифицировать. Метод гораздо менее инвазивен, чем ПЭТ/КТ, поскольку не предусматривает никаких инъекций.
Еще один относительно недорогой и неинвазивный способ — термосканирование; он выявляет подкожные «горячие точки», измеряя температуру поверхности тела.
По мере появления новых методов изучения свойств бурого жира пессимизм по поводу возможности использования его для снижения массы тела рассеивается. В 2012 г. был проведен следующий эксперимент: температуру тела шестерых мужчин, находящихся в состоянии полной неподвижности в течение четырех часов, поддерживали на уровне 18° C с помощью специального снаряжения, по трубкам которого пропускали холодную воду. При этом следили за тем, чтобы дрожь в теле не была слишком сильной. При таких условиях большая часть калорий расходовалась на сжигание бурого жира, а не на мышечные сокращения.
Каждый из участников эксперимента «сжег» на 250 калорий больше, чем если бы он в течение тех же четырех часов просто лежал неподвижно при комнатной температуре. Казалось бы, не так уж много, но если расходовать 250 калорий ежедневно в течение двух недель, это будет равноценно потере 454 г жира. «Даже небольшое увеличение скорости метаболизма, если оно поддерживается на таком уровне достаточно долго, может привести к весьма ощутимому уменьшению массы тела», — говорит Барбара Каннон (Barbara Cannon), физиолог из Института экспериментальной биологии Веннера-Грена в Стокгольме.
Недавно обнаружилось, что бурый жир — не только «сжигатель» калорий. Проведенные в 2011 г. эксперименты на мышах показали, что он вовлекает в этот процесс триглицериды крови, жировые молекулы, повышающие риск метаболического синдрома — целой группы патологических состояний, опосредующих развитие серьезных сердечно-сосудистых заболеваний и диабета. Кроме того, клетки бурого жира поглощают циркулирующие в крови молекулы сахара, снижая тем самым риск диабета II типа.
Бежевый жир
Все большее число научно-исследовательских институтов и биотехнологических компаний по всему миру вовлекаются в поиски способов, которые могли бы увеличить содержание в теле человека клеток бурого жира или повысить их активность.
Рассматривается также возможность использования другого подхода: превращение белой жировой ткани в бежевую, близкую по свойствам к бурой.
Прежде всего была предпринята попытка выяснить, влияет ли на этот процесс понижение температуры тела.
В прошлом году японские физиологи провели следующий эксперимент: они предложили 12 молодым мужчинам с меньшим, чем обычно, содержанием активных бурых жировых клеток проводить в неподвижности по два часа в день при температуре 18° C в течение шести недель. В первое время их организм сжигал в среднем 108 избыточных калорий, но через шесть недель величина достигла 289, а ПЭТ/КТ-сканирование показало повышение активности клеток бежевого жира. У мужчин такого же возраста, но с обычным содержанием активных клеток бурого жира, которые находились при пониженной температуре, никакого изменения интенсивности метаболизма не наблюдалось. Физиологи полагают, что пребывание в течение шести недель при низкой температуре повышает активность гена UCP1, который, по-видимому, отвечает за превращение белого жира в бежевый.
Низкие температуры — это не для вас?
Есть другие средства. Идентифицировано несколько веществ, которые, по-видимому, стимулируют «побурение» белого жира, а в 2012 г. в ходе двух независимых исследований было показано, что гормон под названием иризин, секретируемый мышечными клетками после физической нагрузки, содействует превращению белых жировых клеток в бурые. В одном из этих исследований в геном мышей с избыточным весом и высоким содержанием сахара встроили ген, обусловливающий троекратное повышение этого гормона в крови. Животные потеряли в весе, и у них нормализовался уровень глюкозы в течение всего десяти дней.
Показано, что при физической нагрузке повышается уровень экспрессии гена UCP1, соответственно, и активность клеток бурого жира. Среди других потенциальных природных стимуляторов бурого жира — нейротропный фактор, содержащийся в головном мозге, который инициирует рост нейронов, и белок SIRT1, чье прямое назначение остается загадкой (известно лишь, что он помогает преодолеть стресс).
Несмотря на то, что превращение белого жира в бежевый представляется перспективным направлением, некоторые исследователи (в их числе и Барбара Каннон) полагают более целесообразным повышение содержания бурого жира. В 2013 г. она с коллегами сообщила о том, что последний может утилизировать в пять раз больше запасенной энергии, чем бежевый жир. По мнению Каннон, когда-нибудь ученые изобретут способ запасания бурого жира в организме взрослых в таком же объеме, как это происходит у младенцев. «Следует стремиться к тому, чтобы поддерживать отложения этого вещества с расчетом на будущее, а не регенерировать их», — считает она.
Многие эксперты уверены, что придет время — и бурый жир будет применяться как лекарственное средство, а так же будет применяться в косметологии. Правда, произойдет это не скоро, лет через десять. А пока можно попробовать применить все, что известно о буром жире, самостоятельно.
«Две основные причины ожирения — не правильное питание и малоподвижный образ жизни, — говорит Ли. — Но свой вклад, пусть небольшой, вносит и температурный фактор».
Другими словами, тепло в доме имеет свою отрицательную сторону — оно снижает активность клеток бурого жира. Но пока никто не готов мерзнуть зимой, переключив комнатный терморегулятор на более низкую температуру, во имя снижения веса — хотя, кроме всего прочего, это сэкономило бы вам некоторую сумму денег. Способно ли это также улучшить состояние вашего здоровья — покажет будущее.
