Studija, objavljena u uglednom časopisu Cell Metabolism,
pokazala je da je greška u genu Ovol2 uzrokovala da su miševi s
normalnom razinom aktivnosti i unosom hrane u odrasloj dobi postali
izuzetno pretili zbog problema sa stvaranjem tjelesne topline. Ako se
pokaže da isto vrijedi i za ljude, koji dijele gotovo identičan gen i
njegov proteinski produkt, to bi moglo pomoći u otkrivanju mogućih
lijekova za pretilost.
Ne vrijedi uvijek ista, jednostavna formula
Uglavnom se smatra da su ljudi koji imaju problema s debljanjem sami
odgovorni za svoju prekomjernu težinu jer u većini slučajeva vrijedi
jednostavna formula prema kojoj će tijelo razliku između unesenih i
potrošenih kalorija pohraniti u obliku masnog tkiva. No stvar nije
uvijek tako jednostavna.
“U većini slučajeva pretilost je uzrokovana prejedanjem ili
nedostatkom tjelesne aktivnosti, no naše istraživanje pokazalo je da
mutacija slabo istraženog gena pod nazivom Ovol2 uzrokuje veliku
pretilost isključivo zbog greške u termogenezi, odnosno u proizvodnji
topline”, rekao je Zhao Zhang, koji je novu studiju vodio zajedno s
profesorom imunologije Bruceom Beutlerom koji je 2011. dobio Nobelovu
nagradu za otkrića o aktivaciji urođenog imuniteta.
Epidemija pretilosti
Prema Hrvatskom zavodu za javno zdravstvo, u 2019. godini gotovo
dvije trećine (65%) stanovnika Hrvatske imale su prekomjernu tjelesnu
masu ili debljinu – 42% prekomjernu tjelesnu masu, a 23% pretilost. U
SAD-u je udio pretilih u populaciji još veći – oko 42%.
Brojne studije pokazale su da prekomjerna težina uzrokuje razne
zdravstvene probleme, među kojima bolesti srca, moždane udare, dijabetes
tipa 2 i određene vrste raka.
Mutacija ključna za reguliranje topline tijela
Kako piše na stranici UT Southwesterna, dr.
Zhang, Beutler i njihovi kolege odlučili su kemijski uzrokovati
stvaranje nasumičnih mutacija u DNA miševa kako bi doznali nešto više o
osnovnim mehanizmima pretilosti. U jednoj obitelji modificiranih miševa
pretilost je započela već u dobi od oko 10 tjedana i nastavila se sve
dok u odrasloj dobi nisu postali izrazito pretili. Istraživači su u toj
obitelji u genu Ovol2 identificirali odgovornu mutaciju.
“Nitko prije nije povezivao ovaj gen s pretilošću jer je on neophodan za život”, rekao je dr. Beutler.
„Mutacija koju smo stvorili bila je dovoljno blaga da omogući
preživljavanje, no dovoljno štetna da otkrije upečatljiv metabolički
defekt”, dodao je.
U masnim tkivima pretilih miševa zabilježeno je povećanje težine od
556%, koje je bilo popraćeno smanjenjem nemasne težine od oko 20%, u
usporedbi s miševima iz legla koje nije bilo podvrgnuto mutagenezi.
Eksperimenti su pokazali da pretile životinje nisu bile u stanju
održavati svoju unutarnju tjelesnu temperaturu kada su bile izložene
hladnoći, što je vjerojatno proizašlo iz nemogućnosti učinkovite
upotrebe tzv. smeđeg masnog tkiva ili smeđeg adipoznog tkiva, čija je
primarna funkcija stvaranje topline.
Veliki dio energije odlazi na održavanje topline tijela
Tijelo troši kalorije na različite načine. Neka istraživanja pokazala
su da sagorijeva više kalorija kada je izloženo hladnoći kako bi
održalo toplinu. U tom procesu posebnu ulogu ima smeđe tkivo koje sadrži
mnogo više mitohondrija nego bijelo masno tkivo. Ti mitohondriji
smanjuju proizvodnju adenozin trifosfata (ATP) koji služi kao pogon za
druge procese u tijelu i pojačava termogenezu, odnosno zagrijavanje
tijela.
Bijelo masno tkivo je dominantna vrsta masnog tkiva u ljudskom
tijelu. Može se naći ispod kože (potkožno masno tkivo), oko unutarnjih
organa (visceralno masno tkivo) i u središnjoj šupljini kostiju (masno
tkivo koštane srži), kao i na različitim dijelovima tijela.
Već godinama se zna da male životinje i ljudske bebe imaju smeđe
tkivo. No, nedavno se pokazalo da ga imaju i odrasli. Ako je to tkivo
kod odraslih aktivno, odnosno ako se u njemu sagorijevaju kalorije kada
su izloženi hladnoći, tada oni imaju tendenciju sagorijevati više
kalorija, što znači da se neće lako udebljati.
Bolje razumijevanje odnosa između potrošnje energije, smeđeg masnog
tkiva, temperature okoliša i tjelesne temperature trebalo bi omogućiti
da shvatimo zašto neki ljudi lako postaju pretili, a drugi ne.
Ovo postaje nešto jasnije kada znamo da postoje tri različite vrste metaboličkih aktivnosti u kojima se stvara tjelesna toplina.
Prva je bazalni metabolizam, odnosno metabolizam u mirovanju.
Otprilike dvije trećine kalorija koje sagorimo svaki dan pokreću osnovne
tjelesne funkcije, od kojih sve stvaraju toplinu: disanje, cirkulacija
krvi, rast stanica, rad mozga i probava hrane.
U drugu spadaju sve vrste fizičkog napora u kojima se također stvara
toplina u kemijskim reakcijama koje potiču kontrakciju mišića.
Treća se događa u spomenutom smeđem tkivu. To je zaostala evolucijska
prilagodba koja nas je zaštitila od smrzavanja tijekom ledenih doba.
Ona započinje kada naša unutarnja temperatura padne na vrlo niske
razine, no većina ljudi gubi smeđe masno tkivo samim procesom starenja.
U prosjeku kod umjereno aktivnih osoba oko 60% ukupne dnevne tjelesne
potrošnje energije odlazi na metabolizam u mirovanju, oko 32% na
tjelesne aktivnosti, a oko 8% na tzv. termički učinak hrane, odnosno na
probavljanje.
Pritom treba istaknuti da ugljikohidrati i masti imaju termički
učinak hrane oko 5%, a proteini oko 30%. To znači da je za metaboliranje
100 kilodžula (oko 24 kilokalorije) ugljikohidrata potrebno oko 5
kilodžula pa tijelu ostaje oko 95 kilodžula korisne energije. Za
usporedbu, za metaboliranje 100 kilodžula proteina potrebno je 30
kilodžula, što znači da tijelu ostaje 70 kilodžula. Drugim riječima, od
ugljikohidrata se puno lakše debljamo.
Energija potrebna za termoregulaciju
Dio tjelesne energije troši se i na tzv. termoregulaciju – strogo
održavanje tjelesne temperature unutar određenih granica (36.5 – 37.5°C)
čak i kada je temperatura okoline bitno drugačija.
U procesu proizvodnje adenozin trifosfata, molekula koje prenose
energiju u stanicama svih živih bića (ATP prikuplja kemijsku energiju
dobivenu razgradnjom molekula hrane i oslobađa je za pogon drugih
staničnih procesa), oko 60% energije troši se u obliku topline tijela.
Ako je temperatura tijela previsoka, hipotalamus može pokrenuti
nekoliko procesa kako bi je snizio. To uključuje povećanje protoka krvi
do površine tijela kako bi se omogućilo rasipanje topline kroz kožu te
kroz pokretanje znojenja kako bi se omogućilo isparavanje vode na koži
radi hlađenja njezine površine. Suprotno tome, ako temperatura padne
ispod poželjne, hipotalamus može pokrenuti drhtanje tijela kako bi
stvorio toplinu. U oba slučaja tijelo troši energiju na održavanje
odgovarajuće topline, međutim, više kada je hladno.
Trebalo bi biti moguće i liječenje
Ključno pitanje vezano uz novu studiju je mogu li se njezini rezultati iskoristiti u rješavanju problema pretilosti.
U prilog potvrdnom odgovoru govore dodatna istraživanja tima s UT
Southwesterna koja su pokazala da zdravi gen Ovol2 potiskuje razvoj
bijelog masnog tkiva, glavnog tkiva odgovornog za skladištenje energije.
Kada su istraživači kod dijela miševa prekomjerno eksprimirali
normalni protein Ovol2, otkrili su da su životinje mnogo manje dobivale
na težini.
Autori kažu da ova otkrića sugeriraju da je Ovol2 ključni igrač u
energetskom metabolizmu, što vjerojatno vrijedi i za ljude jer je
ljudski protein Ovol2 vrlo sličan mišjoj verziji.
Dr. Zhang smatra da bi liječnici mogli rješavati problem pretilosti lijekovima koji potiču funkcioniranje Ovol2.