От взросления до ожирения один шаг

Ожирение пугает людей по разным причинам: выводит за стандарты моды и привычные размеры одежды, влечет за собой ряд заболеваний. Однако наличие жировых отложений совершенно естественно и обусловлено не только законами природы, большим количеством пищи, низкой физической активностью, но и возрастом.

До сих пор считалось, что ожирение связано с действием ряда факторов, первый из которых — хроническое переедание. Бытует мнение: если люди много едят, лишний вес — исключительно их вина, но ведь это далеко не единственная причина. Другая проблема — гиподинамия: низкая физическая активность в силу каких-то обстоятельств (часто из-за собственной лени). В естественной природе пища никогда не доставалась без траты энергии: только человек и домашние животные имеют это право.

Также на лишний вес влияет генетика — даже без нарушения режима питания. В ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН изучается роль именно наследственных причин в развитии ожирения у мышей: мутации, которые изменяют функции систем, регулирующих углеводно-жировой обмен. Подобные мутации встречаются и у человека, также приводя к развитию ожирения. В настоящее время основная часть исследований в этой области по всему миру направлена на то, чтобы устранить уже развитое ожирение, однако ученым пока не удается достичь стабильных результатов. Возможно, это связано с тем, что жировая ткань, достигая определенной критической величины, начинает фактически самостоятельно заботиться о себе и провоцировать дальнейшее отложение жира по определенным механизмам.

— Что бы ни говорили диетологи и фармакологи, развитое ожирение практически не лечится, — рассказывает главный научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук, профессор Надежда Михайловна Бажан. — Жир активно борется за свое существование, становится частью эндокринной, иммунной систем и регулирует функцию ряда органов. Его нельзя просто смахнуть, поэтому та же липосакция — опасный метод, который нарушает активность иммунной системы, гормональный баланс.

Недавно было обнаружено, что в определенном возрасте ожирение у животных возникает без нарушения питания, движения и при нормальной наследственности. Согласно ряду исследований, возраст мышей делится на взрослый (3—6 месяцев), средний (10—14 месяцев) и старый (с 14 месяцев), чему у людей соответствуют промежутки от 22 до 30, от 39 до 48 и от 60 лет. Ранее ученые уже доказывали: возрастное ожирение возникает уже в среднем возрасте. Следом появились работы, показывающие, что нарушение метаболизма глюкозы, которое обычно сопровождает ожирение, у мышей появляется еще раньше — в позднем взрослом возрасте (6 месяцев). Данный феномен и начали исследовать сибирские ученые.

Специалисты ИЦиГ СО РАН изучают пути развития генетического ожирения на мышах с мутацией Yellow — в локусе под названием агути. Давно было известно, что он контролирует цвет шерсти, но оказалось, мутация в этом локусе также повышает потребление пищи, снижает расход энергии и вызывает развитие ожирения. В качестве контроля ученые использовали мышей линии C57Bl с черным цветом шерсти: у них нет этой мутации и не развивается ожирение.

Существует так называемая метаболическая система, состоящая из печени, белого и бурого жира, скелетных мышц. Именно отложения белого жира под кожей или в брюшной полости определяют степень выраженности ожирения, а сам он предназначен для запаса энергии. Бурый же ведет себя совершенно иначе: в его клетках много митохондрий, где сжигается энергия. В таком жире происходит интенсивное окисление жирных кислот и химические реакции с выделением тепла: фактически, это топка для организма. Поэтому особенно он развит у младенцев (между лопатками), чтобы согревать их после рождения, когда они только лишились защиты материнского организма.

— Бурый жир также обнаружен и у взрослых — только в меньшем количестве, — добавляет Надежда Бажан. — Расход энергии в нем способен предотвратить развитие ожирения даже при нарушенной диете. Если же этот расход уменьшается, например при менопаузе, когда понижается продукция половых гормонов, женщины начинают набирать вес. Сохранить прежнюю фигуру возможно, но за счет несоизмеримо больших ограничений в потреблении пищи, чем раньше.

Экспрессия генов (преобразование ДНК в РНК) в печени, жире и мышцах зависит от физической активности, сезона года, возраста (так как к старости снижается расход энергии), метаболических состояний — голода или сытости. Ученые из ИЦиГ СО РАН предположили, что в позднем взрослом возрасте экспрессия этих генов изменяется в ходе нормального физиологического развития. Для этого исследователи оценили параметры углеводно-жирового обмена и экспрессию генов в белом и буром жире у обычных черных мышей разного возраста — двух, трех и шести месяцев.

— Они питались сбалансированным лабораторным кормом и жили в индивидуальных клетках, — поясняет Надежда Бажан. — Мы изучали самцов: у самок уровень половых гормонов (прогестерона и эстрадиола) в крови изменяется каждый пять дней, что может повлиять на результаты исследования.

Как уже ранее было показано другими исследователями, с возрастом у мышей нарушается процесс захвата тканями глюкозы под действием инсулина. При этом сибирские ученые впервые показали, что уже в позднем взрослом возрасте в ходе нормального развития появляются признаки ожирения: удваивается доля и белого, и бурого жира, увеличивается концентрация молекул, включающих в себя и транспортирующих жирные кислоты, — триглицеридов. Экспрессия генов, регулирующих углеводно-жировой обмен в мышцах и жировой ткани, сначала резко повышается к возрасту трех месяцев, а потом так же резко падает к шести.

В раннем взрослом возрасте двигательная активность у самцов мышей достигает своего пика, и именно тогда им требуется много энергии: на продолжающийся рост тела, интенсивную репродуктивную функцию, добровольную двигательную активность. Вероятно, усиление экспрессии генов, которые регулируют энергетические процессы, направлено на обеспечение притока энергии: окисление свободных жирных кислот в мышцах, усиленный распад жиров в белом жире и повышение чувствительности к инсулину. А вот к позднему взрослому возрасту (шесть месяцев) у мышей снижается экспрессия всех вышеперечисленных генов, что, по-видимому, сопровождается уменьшением расхода энергии, сохранением клеток белого жира, снижением добровольной активности и развитием ожирения.

— Таким образом, объединенные в одну возрастную категорию взрослые мыши трех и шести месяцев существенно отличаются по экспрессии генов и степени развития ожирения, — рассказывает Надежда Бажан, — к тому же наши результаты ставят ряд вопросов, которые могут быть интересны для понимания данных процессов в популяции человека. В частности, есть ли у мужчин в позднем взрослом возрасте (30 лет) схожие изменения транскрипции генов, увеличение доли жира и нарушения метаболизма глюкозы? Ведь если у них так же развивается физиологическое ожирение к позднему взрослому возрасту, то нужно учитывать этот момент при создании методик коррекции веса. Кроме того, нормальное физиологическое ожирение может ускорить развитие ожирения под влиянием остальных факторов — переедание, гиподинамия, наследственность.

Работа была выполнена как часть исследования, направленного на изучение динамики и предотвращения развития генетического ожирения у желтых мышей. Теперь ученые выяснили: анализировать результаты действия мутации нужно с учетом того, что у мышей в ходе нормального физиологического взросления без действия мутации и нарушения диеты закладывается предрасположенность к развитию ожирения.

Источник: «Наука в Сибири»