Scripps Research Institute Wissenschaftler finden neue kalorienverbrennenden Schalter in braunen Fett

    Biologen am Scripps Research Institute ( TSRI ) haben einen Signalweg, der auf einem leistungsfähigen kalorienverbrennenden Prozess in braunen Fettzellen schaltet identifiziert.

    Die Studie, die in der aktuellen Online Early Edition der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften berichtet wird , wirft ein Licht auf einen Prozess bekannt als " braunes Fett Thermogenese ", die von großem Interesse für die medizinische Forschung ist, weil es regt auf natürliche Gewichtsverlust und kann auch gegen Diabetes schützen.

    "Diese Feststellung eröffnet neue Möglichkeiten für die therapeutische Aktivierung von braunen Fettthermogenese", sagte Teamleiter Anastasia Kralli , Associate Professor in Abteilungen für Chemische Physiologie und Zellbiologie TSRI ist .

    ' Revving der Motoren

    Die meisten Fettzellen in unserem Körper sind " weiße Fett " Zellen, die als ReserveenergieversorgungFett zu speichern . Aber wir und andere Säugetiere haben auch Depots " braunes Fett " Zellen . Diese anscheinend nicht entwickelt , um zu speichern , sondern Energie zu verbrennen - schnell , als eine Möglichkeit der Erzeugung von Wärme und halten den Körper warm im kalten Bedingungen , sowie gegebenenfalls zu der überschüssige Kalorienzufuhr loszuwerden.

    Menschliche Babys sowie Säugetiere, die überwintern haben relativ umfangreiche braunen Fettgewebe . Wissenschaftler haben in den letzten Jahren festgestellt, dass viele erwachsene Menschen haben signifikante Mengen an braunem Fett , die meist in den Nacken und Schultern befinden, und erscheinen an der Regulierung Körpergewicht und Blutzucker .

    Die Tiefstwerte aktivieren Sie die braun -fat Thermogenese Prozess über das sympathische Nervensystem : Nervenenden in braunen Fettgewebe Freisetzung der Neurotransmitter Noradrenalin , und das löst eine Verschiebung in den Stoffwechsel innerhalb der braunen Fettzellen, die dicht mit winzigen biologischen Energie -Reaktoren genannt Mitochondrien verpackt werden .

    " Die Mitochondrien beginnen Erzeugung von Wärme statt nützliche chemische Energie , es ist wie Hochdrehen der Motoren von vielen geparkten Autos ", sagte erster Autor Marin Gantner , der ein Doktorand in der Kralli Labor während der Studie war .

    Angesichts der möglichen medizinischen Anwendungen - etwa 100 Millionen Menschen leiden an Übergewicht oder Diabetes allein in den USA - Forscher sind bestrebt, braunes Fett Thermogenese zu verstehen und wie sie künstlich erhöht werden. Ein Anhaltspunkt , von anderen Wissenschaftlern 1998 berichtet , dass Noradrenalin anweist braunen Fettzellen hohe Niveaus des Proteins PGC - 1α , die als allgemeine Verstärker des Energiestoffwechsels wirkt auszudrücken und aktiviert auch Thermogenese. Die Kralli Labor hat in vergangenen Studien gezeigt, dass PGC - 1α Werke durch die Aktivierung ein Molekül namens ERRα . Aber dieser Weg ist nicht die einzige, die die Thermogenese auslöst , weil Mäuse ohne PGC - 1α in ihrer Fettzellen oder ERRα , immer noch die meisten der üblichen Thermogenese Reaktion auf Kälte zu zeigen.

    Eine zufällige Entdeckung

    In der neuen Studie , Gantner , Kralli und ihre Kollegen entdeckten eine weitere Thermoaktivierungswegs, die neben PGC - 1α und ERRα funktioniert.

    Ursprünglich wurden sie jedoch nicht untersucht braune Fett Thermogenese , sondern wurden nach Hinweisen auf die Funktion der ERRβ suchen , ein Protein , über die wenig war zu der Zeit bekannt, außer , dass es war eng mit ERRα Zusammenhang erschien in braunen Fettzellen , und zudem als sogenannte Kernrezeptor - molekularen Schalters zur Genaktivierung , die auf durch kleine lipophile Moleküle oder einen Signalisierungsproteinpartnerausgeschaltet werden kann .

    In der Hoffnung, ERRβ die Signalisierung Partner das Team abgeschirmt etwa 18.000 verschiedene Proteine ​​zu sehen, welche biochemisch aktivieren könnte . Nach dem Einsammeln eine kurze Liste von "Hits ", fanden die Wissenschaftler , dass einer von ihnen, GADD45γ , wird in der Regel in der Maus braune Fettzellen produziert wird und nach der Exposition gegen besonders reichlich kalt - und deutete an, dass GADD45γ ERRβ , ähnlich wie PGC - 1α und ERRα , zusammenarbeiten, um auf braunem Fett Thermogenese zu wechseln.

    Das Team dann detailliert die Signalisierung in diesem Weg , aus kälteinduzierte Noradrenalinfreisetzung , zur Hochregulation von GADD45γ in braunen Fettzellen , auf die Aktivierung des ERRβ und anderen eng verwandten Protein , ERRγ , was sich zu sein, auch in braunen Fettzellen verbreitet und relevant für die Thermogenese . " Wir konzentrierten uns auf ERRγ danach ", so Gantner .

    Das Team bestätigte, dass der GADD45γ - vermittelte Aktivierung von ERRγ führt zu metabolischen Verschiebung in braunen Fett Mitochondrien , die charakteristisch für die Thermogenese ist . Die Forscher fanden auch, dass transgene Mäuse ohne GADD45γ nicht vollständig auf die Thermogenese zu wechseln in der Kälte .

    In den Experimenten GADD45γ gehandelt synergistisch mit PGC - 1α zu braunen Fettzellaktivitätzu aktivieren. "Man muss sie zusammen fügen , um die volle Wirkung zu erzielen ", sagte Kralli , was darauf hindeutet , dass im Idealfall würde man beide Wege zu stimulieren, um braune Fett Thermogenese steigern.

    Neben Kralli und Gantner , der Koautoren des Papiers , " GADD45γ regelt die thermogene Kapazität von braunem Fettgewebe , " sind Bethany C. Hazen von TSRI und Juliana Conkright , derzeit in der Stowers Institut für medizinische Forschung .