Az emberi zsírszövet molekuláris, sejtes és genetikai jellemzése és szerepe az anyagcserében

Az emberek minden eddiginél több kalóriát fogyasztanak élelmiszerből, mint amennyit edzés és egyéb tevékenységek során elégetnek, és ez az egyensúlyhiány okozza az elhízás és a cukorbetegség növekvő arányát az Egyesült Államokban és az egész világon. A különböző típusú testzsírok központi szerepet játszanak ebben a folyamatban. A fehér zsír tárolja az élelmiszerekből származó felesleges kalóriákat, míg a barna zsír – más néven barna zsírszövet vagy BAT – az élelmiszerből származó energiát használja fel hőtermelésre. Ez a fontos folyamat a BAT-ban egy speciális, csak a BAT-ban megtalálható fehérje, az úgynevezett uncoupling protein 1 (UCP1) hatására valósul meg. A tudósok korábban azt hitték, hogy a BAT csak kisméretű állatok és emberi csecsemők számára fontos, de mi és mások nemrégiben felfedezték, hogy az enyhe hideghatás hatására a felnőtt emberi BAT (hBAT) több glükózt fogyaszt, mint bármely más szövet. Ezen túlmenően, az emberi BAT a súlygyarapodás ellen is küzdhet azáltal, hogy aktívabbá válik a megnövekedett élelmiszerfogyasztás hátterében. Ezt a jelenséget egereken és patkányokon már kimutatták, és jelenléte arra utal, hogy az emberi BAT aktiválása biztonságos kezelésként használható az elhízás és az anyagcsere-betegségek kezelésére. Végül az újonnan felbukkanó bizonyítékok arra utalnak, hogy az emberi BAT endokrin szerv lehet, ami azt jelenti, hogy hormonokat bocsát ki a vérbe, és szabályozza a test más szerveit is, beleértve a vázizmokat, a májat és az inzulint felszabadító hasnyálmirigy béta-sejtjét. Ha meg akarjuk érteni, hogyan működik a hBAT a test fiziológiájában, és kalóriaégető képességét az anyagcsere-betegségek, például a cukorbetegség kezelésére használjuk, több különböző módszerrel kell megközelítenünk a kihívást. Az egyik fő ok az, hogy a BAT-ot nem könnyű megtalálni a szervezetben, és az azt alkotó sejtek eltérőek attól függően, hogy hol vannak, és mire van szüksége a szervezetnek. A barna zsír legalább két ismert különböző sejttípusból áll, ezek a „konstitutív”/barna és „indukálható”/bézs színűek; és fehér zsírsejtek is vannak változó arányban. Tekintettel arra, hogy jelenleg nincs ismert módszer a szervezetben lévő barna zsír mennyiségének egyszerű vérvizsgálattal történő becslésére, laboratóriumunk sikeresen támaszkodott arra, hogy kis mennyiségű zsírt gyűjtsön össze a műtét helyéről olyan betegeknél, akiknél már klinikailag indokolt beavatkozások esnek át. . Az ezekből a zsírszövetekből nyert információk a következőkre vonatkoznak: a) hogyan fejlődnek ki a barna zsírsejtek éretlen őssejtekből; (b) milyen gének aktívak; és (c) hány kalóriát képes elégetni a barna zsír. Ezek a korábbi vizsgálatok megadták azokat az előzetes sejteket is, amelyek szükségesek a tartós emberi barna és fehérvérsejtek létrehozásához, amelyek laboratóriumban korlátlanul termeszthetők. Az előrehaladás ellenére sok ismeretlen maradt a barna és bézs színű zsírsejtek funkcionális különbségeiről, és arról, hogy ezek hogyan befolyásolhatják a különböző korú, nemű és genetikai hátterű emberek anyagcseréjét, valamint a barna zsírsejtekben a különböző betegségekben tapasztalható változásokat. A tanulmány célja ezekre és a kapcsolódó kérdésekre válaszolni.