Yağ Dokusu Tarafından Vücut Isısı Düzenlenmesi Mekanizmaları Üzerine Yeni Bulgular
Özet: Yağ dokusuyla ilgili olarak vücutta ısı oluşumundan sorumlu mekanizma hakkında yeni buluşlar; şu ana kadar yapılmış olan çalışmaların tam zıttını göstermektedir ve bir çalışmaya göre obezite ile ilişkili metabolik bozukluklarla mücadele için yeni yollara neden olabilir.
Yüksek kalorili yiyeceklere ve artan şekilde sedanter yaşam biçimine erişime dayalı obezite ve fazla kilolu bir pandomiz; küresel toplum sağlığına ciddi bir tehdit oluşturuyor. Obeziteyi karakterize eden aşırı işlevsiz yağ dokusunun patolojik birikimi; tip 2 diyabet; kardiyovasküler hastalık; hipertansiyon; inme; artrit ve çeşitli kanser türleri gibi diğer birçok hastalık için önemli bir risk faktörüdür. Temel; fakat çoğu zaman yanlış anlaşılan konsept; gıdanın enerji alımı; fiziksel aktivite ve metabolik süreçler tarafından harcanan enerjiyi kronik olarak aştığında ağırlık artışının temel bir enerji dengesizliğinden kaynaklanıyor olmasıdır. İnsanlar enerji depoları kazanmak ve savunmak için etkili biyolojik mekanizmalar geliştirdiler. Bu nedenle; kilo kaybı için bir terapi; gıda alımında azalma ve / veya enerji harcamasında bir artış içermelidir.
Kahverengi Yağlı Doku: Kahverengi yağ dokusunun işlevi; gıdanın enerjisini ısıya aktarmaktır; fizyolojik açıdan hem üretilen ısı hem de metabolik etkinlikte azalma önem arz edebilir. Dokudaki akut aktivite; yani ısı üretimi ve dokudaki alım süreci (daha yüksek bir termojenik kapasite ile sonuçlanır); sempatik sinirlerden salınan norepinefrinin kontrolündedir. Termoregülasyonlu termojenezde; kahverengi yağ dokusu; soğuk iklimlendirme ile işe alınan norepinefrin kaynaklı termojenezin yanı sıra; klasik olmayan termojen esis (bu fenomen fonksiyonel kahverengi yağ dokusunun yokluğunda mevcut değildir) için esastır. Kahverengi yağ dokusundan gelen ısı üretimi; organizma; febril bir duruma girerken; postnatal olarak ekstra ısıya ihtiyaç duyduğunda ve kış uykusundan uyarıldığı sırada aktive edilir ve termojenez oranı; hipotalamusta başlatılan bir yolla merkezi olarak kontrol edilir . Bu şekilde besleme aynı zamanda kahverengi yağ dokusunun aktivasyonuyla sonuçlanır; görünüşte tümünün protein açısından düşük olmasıyla karakterize edilen bir dizi diyet; leptine bağlı olarak doku alımına neden olur; bu metaboloregülasyon termogenezisi de hipotalamik kontrol altındadır. Doku aktif olduğunda; dokuda yüksek miktarda lipid ve glikoz yakılır. Karakteristik proteini olan uncoupling protein-1 (UCP1) ile kahverengi yağ dokusunun gelişimi muhtemelen memelilerin evrimsel başarısı için belirleyici olmuştur çünkü termogenesis yenidoğanın sağkalımını arttırır ve soğuk çevrede dahi aktif yaşamı sağlar.
Gıdalarla ilgili vücutta ısı üretiminden sorumlu mekanizma ile ilgili yeni bulgular; bu alandaki klasik görüşlere karşı çıkıyor ve Georgia State Üniversitesi liderliğindeki bir araştırmaya göre obezite ile ilişkili metabolik bozukluklarla mücadele için yeni yollar yaratabilir.
Amerika Birleşik Devletleri ndeki yetişkinlerin üçte birinden fazlası obezdir; yani ağırlıkları belirli bir yükseklik için sağlıklı olarak kabul edilenden daha yüksektir. Obezite; Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri ne göre; tip 2 diyabet; yağlı karaciğer; kalp rahatsızlığı; inme ve bazı kanser tipleri gibi önlenebilir ölümlerin önde gelen nedenlerinden bazılarına yol açabilir.
Vücut; yağ dokusu olarak da bilinen çeşitli yağ türevlerine sahiptir. Kahverengi yağ dokusu; vücut ısısını korumak için ısı üreterek enerjiyi tüketir. Beyaz yağ dokusu depoları fazla kaloriyi tüketir ve bu da obeziteye neden olabilir. Soğuğa maruz kalma ve sempatik sinir sistemi aktivasyonu gibi bazı faktörler; "kahverengileşme" adı verilen bir süreçle beyaz yağa bej adipositler denilen farklı bir adiposit hücresini (yağ hücreleri) toplar. Bu bej adipositler ısı üretebilir; ancak kahverengi adipositler kadar verimli değildir.
Araştırmacılar bir zamanlar yalnızca bebeklerin kahverengi yağ aldığına inanıyorlardı; ancak yaklaşık 10 yıl önce yayınlanan bazı çalışmalar; yetişkin insanlarda kahverengi yağ bulunduğunu keşfettiler.
Bilim adamları; geleneksel olarak; kahverengi adipositlerin lipid (yağ) damlacıklarında depolanan yağları parçalayan lipoliz adı verilen bir işlemin; soğuk karşısında ısı üretmek için şart olduğunu düşünüyorlardı. Bununla birlikte bu çalışma tersini bulmuştur. Bu bulgular Hücre Metabolizması dergisinde yayınlandı.
Araştırmanın kıdemli yazarı ve Georgia State te Moleküler ve Translasyonal Tıp Merkezi ve Biyomedikal Bilimler Enstitüsü nden bir profesör olan Dr. Liqing Yu; "Temelde kahverengi yağ ısı üretimi için yeni bir paradigma kurduk" dedi. "Memeliler soğukta vücut ısısını korumak için kahverengi yağdaki lipid damlacığı lipolizinin olması zorunlu değil; bunun yerine kahverengi yağ yakıtı seçimini ve beyaz yağda kahverengileşmeyi ciddi şekilde kontrol ediyorlar. Bulgu; insanoğlunun ısıdan sorumlu metabolik süreci klasik görüşünü değiştirdi. Yakıtlar sağlandığı sürece ısı üretmek için bu işleme ihtiyaç duymuyorsunuz. Bu; tüm hayvanlar içinde ilk yaşayan organizma bulgusudur. İnsanlar aslında klasik görüşleri hiç denememişler. "
Araştırmanın ilk yazarı ve doktora sonrası bir araştırmacı olan Georgia State Moleküler ve Translasyonel Araştırmalar Merkezi’nden Dr Hyunsu Shin "Bunun önemli bir keşif olmasının bir başka nedeni; ısı üreten kahverengi yağ dokusunun biriken yağları kaldırabilmesidir ve insanların gerçekten istediği şey bu" dedi.
Dr. Liqing Yu; "İnsülin direnci; tip 2 diyabet; yağlı karaciğer ve kardiyovasküler hastalık gibi obezitenin artmış enerji alımının ve / veya enerji tüketiminin azalmasının obeziteye neden olduğu bir çok komplikasyon vardır." Vücudumuzdaki kahverengi yağ ısı üretimini anlamak bize yardımcı olabilir. Enerji harcamalarını artırmak ve metabolik sağlığı iyileştirmek için yeni yaklaşımlar tasarlar.
Araştırmacılar; ısıl üretimi araştırmak için iki gruba ait farelerde; hücre lipolizinin aktifleştirilmesinde önemli bir rol oynayan protein Karşılaştırmalı Gen Tespiti (CGI) -58 i genetik olarak sildi. Bir grupta kahverengi yağ dokusunda CGI-58 ve diğerinde beyaz ve kahverengi yağ dokusunda CGI-58 silindi. Araştırmacılar; bu lipoliz mekanizması olmadan ısı üretilemediğini bulmayı umuyordu.
"Kahverengi yağda CGI-58 içermeyen farelerin soğuğa duyarlı olmadığını ve soğuğa maruz kalma sırasında besin verildiğinde kontrol farelerine göre daha yüksek vücut sıcaklığına sahip olduklarını gördüğümüze şaşırdık" dedi.
Soğuğa duyarlı olmak demek; bir hayvanın vücut sıcaklığı kritik bir noktaya düşerse; hayvan normal metabolizma ve hücre işlevini sürdüremez ve ölecek demektir.
Hem kahverengi hem de beyaz yağ dokularında CGI-58 den yoksun olan fareler; sadece besin verilmediğinde soğuğa duyarlı hale geldi. Yemek verildiğinde; bu hayvanlar soğuğa duyarlı değildi.
"Açık havada ısı üretimi için yakıt sağlamak için beyaz yağ dokusunda lipoliz gerekir;" dedi Dr. Liqing Yu.
KAYNAKLAR
1. Bray GA; Bellanger T: Epidemiology; trends; and morbidities of obesity and the metabolic syndrome.Endocrine 2006; 29: 109– 117
2. Brown Adipose Tissue: Function and Physiological Significance; Barbara Cannon; Jan Nedergaard; Physiological Reviews Published 1 January 2004 Vol. 84 no. 1; 277-359 DOI: 10.1152/physrev.00015.2003
3. Hyunsu Shin et al. Lipolysis in Brown Adipocytes Is Not Essential for Cold-Induced Thermogenesis in Mice. Cell Metabolism; October 2017 DOI: 10.1016/j.cmet.2017.09.002
Yüksek kalorili yiyeceklere ve artan şekilde sedanter yaşam biçimine erişime dayalı obezite ve fazla kilolu bir pandomiz; küresel toplum sağlığına ciddi bir tehdit oluşturuyor. Obeziteyi karakterize eden aşırı işlevsiz yağ dokusunun patolojik birikimi; tip 2 diyabet; kardiyovasküler hastalık; hipertansiyon; inme; artrit ve çeşitli kanser türleri gibi diğer birçok hastalık için önemli bir risk faktörüdür. Temel; fakat çoğu zaman yanlış anlaşılan konsept; gıdanın enerji alımı; fiziksel aktivite ve metabolik süreçler tarafından harcanan enerjiyi kronik olarak aştığında ağırlık artışının temel bir enerji dengesizliğinden kaynaklanıyor olmasıdır. İnsanlar enerji depoları kazanmak ve savunmak için etkili biyolojik mekanizmalar geliştirdiler. Bu nedenle; kilo kaybı için bir terapi; gıda alımında azalma ve / veya enerji harcamasında bir artış içermelidir.
Kahverengi Yağlı Doku: Kahverengi yağ dokusunun işlevi; gıdanın enerjisini ısıya aktarmaktır; fizyolojik açıdan hem üretilen ısı hem de metabolik etkinlikte azalma önem arz edebilir. Dokudaki akut aktivite; yani ısı üretimi ve dokudaki alım süreci (daha yüksek bir termojenik kapasite ile sonuçlanır); sempatik sinirlerden salınan norepinefrinin kontrolündedir. Termoregülasyonlu termojenezde; kahverengi yağ dokusu; soğuk iklimlendirme ile işe alınan norepinefrin kaynaklı termojenezin yanı sıra; klasik olmayan termojen esis (bu fenomen fonksiyonel kahverengi yağ dokusunun yokluğunda mevcut değildir) için esastır. Kahverengi yağ dokusundan gelen ısı üretimi; organizma; febril bir duruma girerken; postnatal olarak ekstra ısıya ihtiyaç duyduğunda ve kış uykusundan uyarıldığı sırada aktive edilir ve termojenez oranı; hipotalamusta başlatılan bir yolla merkezi olarak kontrol edilir . Bu şekilde besleme aynı zamanda kahverengi yağ dokusunun aktivasyonuyla sonuçlanır; görünüşte tümünün protein açısından düşük olmasıyla karakterize edilen bir dizi diyet; leptine bağlı olarak doku alımına neden olur; bu metaboloregülasyon termogenezisi de hipotalamik kontrol altındadır. Doku aktif olduğunda; dokuda yüksek miktarda lipid ve glikoz yakılır. Karakteristik proteini olan uncoupling protein-1 (UCP1) ile kahverengi yağ dokusunun gelişimi muhtemelen memelilerin evrimsel başarısı için belirleyici olmuştur çünkü termogenesis yenidoğanın sağkalımını arttırır ve soğuk çevrede dahi aktif yaşamı sağlar.
Gıdalarla ilgili vücutta ısı üretiminden sorumlu mekanizma ile ilgili yeni bulgular; bu alandaki klasik görüşlere karşı çıkıyor ve Georgia State Üniversitesi liderliğindeki bir araştırmaya göre obezite ile ilişkili metabolik bozukluklarla mücadele için yeni yollar yaratabilir.
Amerika Birleşik Devletleri ndeki yetişkinlerin üçte birinden fazlası obezdir; yani ağırlıkları belirli bir yükseklik için sağlıklı olarak kabul edilenden daha yüksektir. Obezite; Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri ne göre; tip 2 diyabet; yağlı karaciğer; kalp rahatsızlığı; inme ve bazı kanser tipleri gibi önlenebilir ölümlerin önde gelen nedenlerinden bazılarına yol açabilir.
Vücut; yağ dokusu olarak da bilinen çeşitli yağ türevlerine sahiptir. Kahverengi yağ dokusu; vücut ısısını korumak için ısı üreterek enerjiyi tüketir. Beyaz yağ dokusu depoları fazla kaloriyi tüketir ve bu da obeziteye neden olabilir. Soğuğa maruz kalma ve sempatik sinir sistemi aktivasyonu gibi bazı faktörler; "kahverengileşme" adı verilen bir süreçle beyaz yağa bej adipositler denilen farklı bir adiposit hücresini (yağ hücreleri) toplar. Bu bej adipositler ısı üretebilir; ancak kahverengi adipositler kadar verimli değildir.
Araştırmacılar bir zamanlar yalnızca bebeklerin kahverengi yağ aldığına inanıyorlardı; ancak yaklaşık 10 yıl önce yayınlanan bazı çalışmalar; yetişkin insanlarda kahverengi yağ bulunduğunu keşfettiler.
Bilim adamları; geleneksel olarak; kahverengi adipositlerin lipid (yağ) damlacıklarında depolanan yağları parçalayan lipoliz adı verilen bir işlemin; soğuk karşısında ısı üretmek için şart olduğunu düşünüyorlardı. Bununla birlikte bu çalışma tersini bulmuştur. Bu bulgular Hücre Metabolizması dergisinde yayınlandı.
Araştırmanın kıdemli yazarı ve Georgia State te Moleküler ve Translasyonal Tıp Merkezi ve Biyomedikal Bilimler Enstitüsü nden bir profesör olan Dr. Liqing Yu; "Temelde kahverengi yağ ısı üretimi için yeni bir paradigma kurduk" dedi. "Memeliler soğukta vücut ısısını korumak için kahverengi yağdaki lipid damlacığı lipolizinin olması zorunlu değil; bunun yerine kahverengi yağ yakıtı seçimini ve beyaz yağda kahverengileşmeyi ciddi şekilde kontrol ediyorlar. Bulgu; insanoğlunun ısıdan sorumlu metabolik süreci klasik görüşünü değiştirdi. Yakıtlar sağlandığı sürece ısı üretmek için bu işleme ihtiyaç duymuyorsunuz. Bu; tüm hayvanlar içinde ilk yaşayan organizma bulgusudur. İnsanlar aslında klasik görüşleri hiç denememişler. "
Araştırmanın ilk yazarı ve doktora sonrası bir araştırmacı olan Georgia State Moleküler ve Translasyonel Araştırmalar Merkezi’nden Dr Hyunsu Shin "Bunun önemli bir keşif olmasının bir başka nedeni; ısı üreten kahverengi yağ dokusunun biriken yağları kaldırabilmesidir ve insanların gerçekten istediği şey bu" dedi.
Dr. Liqing Yu; "İnsülin direnci; tip 2 diyabet; yağlı karaciğer ve kardiyovasküler hastalık gibi obezitenin artmış enerji alımının ve / veya enerji tüketiminin azalmasının obeziteye neden olduğu bir çok komplikasyon vardır." Vücudumuzdaki kahverengi yağ ısı üretimini anlamak bize yardımcı olabilir. Enerji harcamalarını artırmak ve metabolik sağlığı iyileştirmek için yeni yaklaşımlar tasarlar.
Araştırmacılar; ısıl üretimi araştırmak için iki gruba ait farelerde; hücre lipolizinin aktifleştirilmesinde önemli bir rol oynayan protein Karşılaştırmalı Gen Tespiti (CGI) -58 i genetik olarak sildi. Bir grupta kahverengi yağ dokusunda CGI-58 ve diğerinde beyaz ve kahverengi yağ dokusunda CGI-58 silindi. Araştırmacılar; bu lipoliz mekanizması olmadan ısı üretilemediğini bulmayı umuyordu.
"Kahverengi yağda CGI-58 içermeyen farelerin soğuğa duyarlı olmadığını ve soğuğa maruz kalma sırasında besin verildiğinde kontrol farelerine göre daha yüksek vücut sıcaklığına sahip olduklarını gördüğümüze şaşırdık" dedi.
Soğuğa duyarlı olmak demek; bir hayvanın vücut sıcaklığı kritik bir noktaya düşerse; hayvan normal metabolizma ve hücre işlevini sürdüremez ve ölecek demektir.
Hem kahverengi hem de beyaz yağ dokularında CGI-58 den yoksun olan fareler; sadece besin verilmediğinde soğuğa duyarlı hale geldi. Yemek verildiğinde; bu hayvanlar soğuğa duyarlı değildi.
"Açık havada ısı üretimi için yakıt sağlamak için beyaz yağ dokusunda lipoliz gerekir;" dedi Dr. Liqing Yu.
KAYNAKLAR
1. Bray GA; Bellanger T: Epidemiology; trends; and morbidities of obesity and the metabolic syndrome.Endocrine 2006; 29: 109– 117
2. Brown Adipose Tissue: Function and Physiological Significance; Barbara Cannon; Jan Nedergaard; Physiological Reviews Published 1 January 2004 Vol. 84 no. 1; 277-359 DOI: 10.1152/physrev.00015.2003
3. Hyunsu Shin et al. Lipolysis in Brown Adipocytes Is Not Essential for Cold-Induced Thermogenesis in Mice. Cell Metabolism; October 2017 DOI: 10.1016/j.cmet.2017.09.002