У млекопитающих есть два типа жира: бурый жир, основная функция которого — сжигать калории для производства тепла; и белый жир, который используется в качестве накопителя энергии. У здоровых людей белая жировая ткань составляет около 25% массы тела. Однако в избытке белый жир способствует инсулинорезистентности и диабету. И наоборот, бурый жир улучшает чувствительность к инсулину и обратно коррелирует с ожирением.
В ответ на холод или физические упражнения в белом жире могут появиться клетки, похожие на бурый жир — бежевый жир — явление, известное как «потемнение». Хотя происхождение этих бежевых клеток похоже на происхождение белого жира, их функции различаются: чем больше бежевого жира появляется в белой жировой ткани, тем больше калорий сжигается. Это говорит о том, что стимулирование роста бежевого жира может быть способом уменьшить ожирение и ограничить инсулинорезистентность.
Неожиданная роль кишечной микробиотыТолько недавно ученые начали понимать степень взаимосвязи между кишечной микробиотой и ее человеческим хозяином.
В настоящее время растет число исследований, в которых подчеркивается его влияние на регулирование множества метаболических путей, таким образом соединяя желудочно-кишечный тракт, кожу, печень, мозг и многие другие органы.Сегодня исследователи медицинского факультета UNIGE демонстрируют, что он также оказывает прямое влияние на ожирение: микробиота людей с ожирением имеет особый состав, отличный от микробиоты худых людей. Действительно, стерильные мыши (рожденные и содержащиеся в стерильных условиях, то есть без микробиоты), которым трансплантируют кишечную микробиоту от людей с ожирением, имеют тенденцию к развитию ожирения и инсулинорезистентности. «Наблюдая за тем, что микробиота может повлиять на начало ожирения, мы заподозрили, что истощение микробиоты может изменить чувствительность к инсулину, изменяя количество и баланс этих различных типов жиров», — объясняет Мирко Трайковски, ведущий автор исследования и профессор факультета естественных наук. Медицинское отделение физиологии клетки и метаболизма.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи кормили три группы мышей высококалорийной диетой: мышей без микробов, стандартных мышей и мышей, ранее получавших высокие дозы антибиотиков, которые полностью истощали их микробиоту. В то время как у нормальных мышей, получавших высококалорийную диету, действительно развивалось ожирение и инсулинорезистентность, две другие группы оставались худыми, имели улучшенную чувствительность к инсулину и лучше переносили глюкозу. Важно отметить, что количество белого жира в них уменьшилось, и это сопровождалось повышенным уровнем маркеров бурого жира.
Снижение ожирения за счет дополнительного количества бежевого жираУченые заметили, что истощение микробиоты — либо с помощью антибиотиков, либо у мышей без микробов — стимулировало развитие функционального бежевого жира в белом жире, так же, как при воздействии холода или физических упражнений. Но как это работает? Все это связано с определенным типом клеток, называемым макрофагами.
Макрофаги являются важным компонентом иммунной системы и выполняют различные метаболические функции, включая ремоделирование тканей. Они выражают различные функциональные программы в ответ на сигналы микросреды, процесс, называемый «поляризацией». Поляризованные макрофаги можно условно разделить на две основные группы: M1 и M2, причем последние способны воздействовать на жировую ткань и увеличивать выработку бежевого жира. Когда микробиота истощается, количество специфических клеток, называемых эозинофилами, увеличивается в белом жире, который секретирует небольшие сигнальные белки («цитокины типа 2»), которые действуют на поляризацию макрофагов.
Благодаря этим белкам макрофаги M1 превращаются в макрофаги M2, которые активируют потемнение белого жира и снижают ожирение.«У мышей эффект антибиотиков сохраняется в течение нескольких недель после лечения», — подчеркивают Николя Суарес-Заморано и Сальваторе Фаббиано, первые соавторы этого исследования. «Хотя лечение ожирения высокими дозами антибиотиков нереально — в основном из-за риска устойчивости к антибиотикам — мы хотим изучить альтернативные способы подавления или изменения микробиоты и определить точные бактериальные гены, ответственные за это явление. Мы бы хотели тогда нацеливайтесь только на них, не уничтожая всю микробиоту », — объясняет Мирко Трайковски. Для поиска эффективных клинических методов лечения ожирения ученые будут использовать определенные антибиотики, а также бактериальные фаги — своего рода вирус, который убивает только определенные бактериальные штаммы.
Также будет изучена возможность трансплантации микробиоты от худощавого к тучному человеку, чья микробиота ранее была истощена.