Известно, что адаптивный термогенез представляет собой процесс выработки тепла в ответ на холодовую стимуляцию. Данный физиологический механизм контролируется симпатическим отделом нервной системы, основным медиаторным эффектором которого является норадреналин (НА). Последний интенсифицирует термогенез через β3-адренорецепторы, что приводит к активации метаболизма бурой жировой ткани и сжиганию отложений белой жировой ткани. Ранее сообщалось о том, что альтернативная активация макрофагов в ответ на стимуляцию противовоспалительным цитокином интерлейкин (IL)-4 индуцирует экспрессию тирозингидроксилазы (tyrosine hydroxylase — TH), являющейся ключевым ферментом в цепи реакций синтеза катехоламинов, таким образом, обеспечивая альтернативный источник локального синтеза катехоламинов при термогенезе.
Однако результаты нового исследования, проведенного учеными Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай (Icahn School of Medicine at Mount Sinai), США, существенно расширили представление о нюансах адаптивного термогенеза — физиологического процесса, в настоящее время интенсивно изучаемого в ракурсе освоения новых горизонтов терапии сахарного диабета (СД) и избыточной массы тела. Так, авторы нынешнего научного проекта в серии экспериментов с участием лабораторных животных обосновали тезис о том, что ведущим фактором управления термогенезом является симпатическое звено вегетативной нервной системы. Работа опубликована в издании «Nature Medicine» 17 апреля 2017 г.
В ходе исследования показано, что делеция гена, ответственного за синтез TH, в гемопоэтических клетках взрослых мышей не только не влияет на энергетические затраты при холодовом воздействии, но и не сокращает объемов бурой жировой ткани. Так, при стимуляции макрофагов тканей костного мозга IL-4 ученые не наблюдали ожидаемого ответного синтеза НА, равно как и не выявили индукции экспрессии генов термогенеза в адипоцитах, в частности разобщающего протеина (uncoupling protein 1 — UCP1). Более того, длительная терапия с применением IL-4 не привела к ожидаемому повышению энергозатрат у животных дикого типа. Также, в соответствии с вышеописанными результатами, в макрофагах жировой ткани не наблюдалось экспрессии TH. Исходя из этого, авторы исследования пришли к заключению о том, что альтернативно активированные макрофаги, наиболее вероятно, не синтезируют катехоламины в количестве, достаточном для влияния на энергетический обмен адипоцитов, и, следовательно, не могут играть значимой роли в процессе адаптивного термогенеза.
Комментируя итоги проведенной работы, Кристоф Бюттнер (Christoph Buettner), руководитель исследования, профессор медицины Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай, отметил, что исследования механизмов биотермогенеза в настоящее время крайне актуальны в свете поиска мишеней для препаратов, направленных на уменьшение объемов энергетических депо в организме, что, соответственно, затрагивает вопросы лечения больных СД и ожирением. Результаты же нынешнего исследования подчеркивают важность симпатического звена вегетативной нервной системы в регуляции адаптивного термогенеза, что, по мнению К. Бюттнера, оправдывает необходимость дальнейших исследований роли центральной и автономной регуляции указанного механизма биоэнергообеспечения.
- Fischer K., Ruiz H.H., Jhun K. et al. (2017) Alternatively activated macrophages do not synthesize catecholamines or contribute to adipose tissue adaptive thermogenesis. Nat. Med., Apr. 17 (https://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4316.html).
- Mount Sinai Health System (2017) Your brain, not your white blood cells, keeps you warm, new study suggests. Sci. Bul., Apr. 18 (http://sciencebulletin.org/archives/12359.html).
Наталья Савельева-Кулик
