Жир – враг № 1 нашей фигуры. Из-за него появляются пивной живот, ручки и ножки-сосиски и торс в виде булочки. Когда пластические хирурги пытаются вернуть стройный силуэт, именно жировую ткань они отсасывают и выбрасывают с прочими клиническими отходами. Но, как ни странно, именно жировая ткань может стать ключом к стройности. Правда, не обычная белая жировая ткань, а другая ее разновидность – она называется бурым, или коричневым, жиром.
У некоторых млекопитающих бурый жир превращает энергию, которая поступает с пищей, в тепло. Таким образом бурый жир сжигает калории, хотя животное не прилагает к этому никаких усилий. Раньше считалось, что у человека во взрослом возрасте нет бурого жира, но множество новых фактов доказали обратное. Бурый жир существует и продолжает выполнять свои функции, по крайней мере, у некоторых людей. Различия в количестве бурого жира помогают объяснить, почему одни остаются стройными, а другие рано полнеют или набирают лишний вес с возрастом.
Чтобы решить проблему лишнего веса, ученые ищут способы увеличить у человека количество бурого жира или заставить его работать активнее. Для этого они используют фармацевтические и даже хирургические средства (с помощью липосакции извлекают обычный белый жир, превращают его в бурый и снова имплантируют в организм). Ведь всего 50 г бурого жира – а примерно столько его содержится в организме у некоторых счастливчиков – могут сжигать около 500 ккал в день. Без всяких тренжеров.
Роль бурого жира в выделении тепла, или термогенезисе, достаточно изучена у животных. В клетках бурого жира необычные митохондрии – крошечные структуры, которые есть почти во всех клетках и участвуют в получении энергии из пищи. В большинстве клеток они либо запасают эту энергию, либо направляют ее для различных процессов на клеточном уровне. Но в буром жире митохондрии содержат белок, который называется термоген, и этот белок заставляет энергию рассеиваться в виде тепла. Единственная функция бурого жира состоит в сжигании энергии.
Как можно догадаться, выделение тепла особенно важно, когда температура окружающей среде начинает падать. Способность поддерживать постоянную температуру тела было важным шагом в эволюции млекопитающих. У человека это особенно важно для младенцев, которые активно теряют тепло в силу своих маленьких размеров (у них высокий показатель отношения поверхности тела к объему) и незрелости системы регуляции температуры организма. Дети не умеют даже дрожать от холода. Поэтому под кожей у младенцев есть ясно различимые отложения бурого жира, главным образом на спине, плечах и вокруг шеи.
В зрелом возрасте, однако, все меняется. Вскрытия показали, что бурый жир есть не у всех или представлен как незначительные включения в белом жире. Возникло предположение, что с возрастом функцию бурого жира – функцию генерации тепла – когда это необходимо, берут на себя другие ткани. Например мышцы, которые, сокращаясь, генерируют тепло во время озноба.
Новые данные
В 2002 г. внутрь человеческого организма заглянули с помощью нового метода – позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) – и неожиданно получили странные результаты. По-сути ПЭТ – это рентгенологическое исследование, но предварительно человеку вводят радиоактивное вещество, которое накапливается в метаболически активных “горячих точках” и сигнализирует о наличии в организме опухоли. Но иногда снимки оказывались испорчены яркими пятнами вокруг ключиц, плеч и спины. Как выяснилось впоследствии, некоторые пациенты, одетые только в больничные халаты, мерзли в процессе исследования. Когда в помещении, где проводили процедуру, было тепло, подобные очаги исчезали. Рентгенологи первыми заподозрили, что наблюдают, как бурый жир выделает энергию в ответ на холод.
Интерес к бурому жиру возрос, и несколько научных команд начали изучать его на добровольцах. В последние месяцы они опубликовали сразу несколько исследований. Оказалось, что у некоторых людей есть небольшие, но явно выраженные островки бурого жира, каждый из которых обильно снабжен кровью и нервными окончаниями. Анализ образцов тканей, взятых из этих “горячих точек”, обнаружил термогенин – главный признак бурого жира на молекулярном уровне.
Теперь уже можно сказать однозначно, что бурый жир может присутствовать и сохранять активность у человека во взрослом возрасте. Но бурый жир есть не у всех.
Один из факторов – это возраст. В недавнем исследовании метаболически активный бурый жир обнаружили у 50% испытуемых 23-35 лет, но только у 2-х из 24 испытуемых 38-65 лет. При этом люди с меньшими запасами бурого жира были полнее.
Другой фактор – наследственность. Кому-то, благодаря генам, достается счастливый билет, а другие все жизнь борются с лишними килограммами. Установлено, что, по-крайней мере у животных, количество активного бурого жира определяется генетикой.
Можно ли использовать бурый жир в борьбе с ожирением?
Теоретически для этого нужно либо увеличить количество бурого жира в организме, либо повысить его активность при обычной температуре, либо сделать и то и другое.
Одни специалисты считают более перспективными предотвратить исчезновение бурого жира по мере взросления. Люди часто начинают полнеть в среднем возрасте, когда бурый жир исчезает. Если выяснить причины этого исчезновения, можно обратить процесс вспять, например, восполнив утраченные гормоны. Правда, какие именно гормоны нужно восполнять, пока непонятно.
Другие ищут механизм, который активизирует бурый жир у животных, когда падает температура окружающей среды.
Более радикальный подход состоит в том, чтобы создать бурый жир в лабораторных условиях и затем имплантировать его в человеческий организм. Например, специальным образом обрабатывая жир, полученный в процессе липосакции.
Могут быть и другие источники клеток бурого жира. В 2008 г. ученые из Гарвардской медицинской школы показали, что у эмбриона клетки бурого жира развиваются не из жировых клеток, а из предшественников мышечных клеток. Уже установлен ген, который переключает развитие этих клеток, определяя их превращение в клетки бурого жира. Этот ген – главный регулятор производства бурого жира.
Ученым удалось взять клетки кожи мыши, переключить их с помощью этого гена и снова трансплантировать. После этого позитронно-эмиссионная томография показала, что у мыши появились маленькие «горячие точки» – места, где трансплантанты превратились в островки бурого жира.
Тепловая станция для млекопитающих
Однако создание бурого жира хирургическим путем или с помощью лекарств может оказаться небезопасным. Увеличивая расход энергии, мы значительно ускоряем обмен веществ. Это может увеличить количество вредоносных свободных радикалов, которые образуются в процессе обмена веществ и способны привести к развитию рака или ускорить старение организма.
Может быть, вместо того, чтобы искусственно активировать бурый жир, рискуя испытать побочные эффекты, просто понизить окружающую температуру, например взять и выключить отопление? На первый взгляд, выглядит очень заманчиво – можно одновременно спасти и собственную фигуру, и даже планету в целом (от потепления).
К сожалению, пока неясно, насколько дискомфортными должны быть условия, чтобы разница в активности бурого жира оказалась заметной. С другой стороны, попытка активизировать бурый жир с помощью холода может запустить какие-то другие компенсаторные механизмы, которые перекроют эффект бурого жира. Естественная реакция человеческого организма на холод, как правило, состоит в том, что люди больше едят или просто одевают свитер.
Остается еще много вопросов, но старые представление о том, что бурого жира у человека во взрослом возрасте нет или он не играет никакой физиологической роли, уже в прошлом. Открылись совершенно новые перспективы в управлении весом. Может быть скоро против ожирения будут прописывать лекарства, активизирующие бурый жир? Может быть их можно будет давать и людям с нормальным весом, которые мечтают о стройности?
Проблема ожирения – сложный вопрос, связанный не только с биологическими, но и с социальными, экономическими и психологическими факторами. Вряд ли с ним можно справиться только с помощью волшебных таблеток. Но какую-то помощь, и даже значительную, они смогут оказать.
По-видимому, бурый жир был одним из эволюционных приспособлений, которое помогло первым млекопитающим захватить новые экологические ниши.
Наряду с другими приспособлениями, сделавшими нас теплокровными, термогенин позволил первым млекопитающим вести ночной образ жизни и жить в холодном климате. Таким образом он уменьшил прямое соревнование с хладнокровными рептилиями. Животные смогли бодрствовать и добывать себе пропитание ночью и в холодной среде, где их конкуренты были бессильны.
