Znajdź zawartość

Bakterie jelitowe i ich metabolity mogą wpływać na nasilenie zawału serca. W przyszłości badanie składu mikroflory (rodzajów oraz stężenia bakterii) będzie zapewne użytecznym sposobem wyliczania prawdopodobieństwa zdarzeń sercowo-naczyniowych u danej osoby. Poza tym naukowcy sugerują, że podanie probiotyków przyspieszyłoby rekonwalescencję pacjentów przechodzących operacje serca czy angioplastykę. Dr John E. Baker z Medical College of Wisconsin przeprowadził eksperymenty na 3 grupach szczurów. Pierwszej - kontrolnej - podawano standardową karmę, drugiej do wody pitnej dodawano antybiotyk wankomycynę, a w diecie trzeciej znalazł się probiotyk z bakteriami Lactobacillus plantarum, które hamują produkcję leptyny, hormonu sygnalizującego sytość. W porównaniu do grupy kontrolnej, w grupie zażywającej wankomycynę spadł poziom leptyny, co ograniczyło zakres zawału serca i wspomogło odzyskiwanie funkcji mechanicznych mięśnia sercowego. Antybiotyk zmniejszył ogólną liczbę bakterii w przewodzie pokarmowym, a także zmienił profil bakterii i grzybów jelitowych. Podanie zwierzętom leptyny znosiło ochronę zapewnianą przez wankomycynę. Dieta probiotyczna również zmieniła liczbę i skład mikroflory. Podobnie jak w grupie antybiotykowej szczury te miały niższe stężenia leptyny, a zatem lżejsze zawały i szybszą rekonwalescencję. I w tym przypadku podanie leptyny niweczyło działanie ochronne L. plantarum.

Przeszczep neuronów podwzgórza może zregenerować mózg myszy z chorobliwą otyłością i ułatwić im zrzucenie zbędnych kilogramów. Jeffrey Macklis z Uniwersytetu Harvarda pobrał neurony od mysich płodów. Zostały one oznakowane białkiem zielonej fluorescencji. Tworząc mikrochimery, wprowadzono je do mózgów zwierząt z genetycznie uwarunkowaną cukrzycą (db/db). Zwierzęta te miały uszkodzony obwód odpowiadający za regulację ilości pobieranego pożywienia i wagi ciała w odpowiedzi na hormon leptynę. Stawały się przez to bardzo otyłe. Jak tłumaczą autorzy eksperymentu, gryzoniom wszczepiano niewielką liczbę wrażliwych na leptynę komórek. Okazało się, że różnicowały się one w 4 rodzaje unikatowych neuronów podwzgórza, tworzyły synapsy pobudzające i hamujące, a także częściowo odtwarzały wrażliwość na leptynę. Poza tym dochodziło do ograniczenia hiperglikemii i stopnia otyłości. Naukowcy cieszą się, że fluorescencyjne neurony przeżyły przeszczep i tak skutecznie zintegrowały się z pożądanym obwodem. Co ważne, po zakończeniu różnicowania były w stanie komunikować się z neuronami biorcy i reagować na leptynę, glukozę oraz insulinę. Pomiary wykazały, że w porównaniu do grupy kontrolnej, zwierzęta po mikroprzeszczepie ważyły o 30% mniej. Płodowe komórki były połączone mniej precyzyjnie, niż moglibyśmy sądzić, ale jak widać, nie miało to większego znaczenia - opowiada Jeffrey S. Flier z Uniwersytetu Harvarda. W przyszłości akademicy zamierzają sprawdzić, czy metoda pozwoli na odtworzenie innych złożonych obwodów mózgowych, uszkodzonych w wyniku choroby lub wypadku.

Chudnąc, możemy poprawić stan naszych dziąseł. Artykuł na ten temat ukazał się w najnowszym numerze Journal of Periodontology. Naukowcy ze Szkoły Stomatologii Case Western Reserve University przeprowadzili pilotażowe studium, w którym wzięło udział 31 otyłych osób z chorobami przyzębia. Połowa ochotników (średnie BMI wynosiło tu 39) przeszła operację wytworzenia ominięcia żołądkowego oraz liposukcję. Po jakimś czasie stan dziąseł był w tej grupie lepszy niż u reszty badanych z średnim BMI równym 35, u których nie przeprowadzono żadnego z wymienionych zabiegów. Wszystkim badanym zdjęto kamień nazębny. Udzielono też wskazówek dotyczących higieny jamy ustnej. Po tzw. bypassie żołądkowym u większości przedstawicieli grupy eksperymentalnej nastąpił spadek poziomu glukozy. Jeśli chodzi o stan przyzębia, poprawę zaobserwowano w obu grupach. Oceniano, m.in.: przyleganie dziąseł, stopień rozbudowania płytki nazębnej, występowanie krwawienia oraz głębokość szczeliny dziąsłowej (ang. probing depth, PD), czyli odległość od krawędzi dziąsła do dna szczeliny dziąsłowej. Nabil Bissada podkreśla, że przewlekły stan zapalny dziąseł może prowadzić do zaniku kości wyrostka zębodołowego i wypadania zębów. Poza tym szkodliwe bakterie dostają się niekiedy do krwioobiegu, prowadząc do przedwczesnych porodów, obumarcia płodu, chorób serca, cukrzycy i zapalenia stawów. Czemu operacja bariatryczna wywołała tak korzystny efekt? Amerykanie mają na ten temat dwie teorie. Zgodnie z pierwszą, nadmiar komórek tłuszczowych (adipocytów) wytwarza duże ilości cytokin, np. interleukiny-6 i czynnika martwicy guza, co prowadzi do insulinooporności. Poziom glukozy we krwi staje się za wysoki (hiperglikemia), a tego typu stany sprzyjają przewlekłym chorobom dziąseł. Nic więc dziwnego, że zrzucenie zbędnych kilogramów zdziałało aż takie cuda. Druga teoria odnosi się do leptyny - hormonu wytwarzanego głównie przez białą tkankę tłuszczową - a konkretnie do jej związków ze stanem zapalnym. Leptyna nasila bowiem produkcję cytokin i białka C-reaktywnego. Po operacji poziom leptyny spadał, co także mogło doprowadzić do szeregu korzystnych zmian.

Podwyższony poziom wolnych rodników w podwzgórzu bezpośrednio lub pośrednio hamuje apetyt u otyłych myszy, aktywując odpowiadające za uczucie sytości neurony szlaku melanokortynowego. Mamy do czynienia z obosiecznym mieczem, bo jak tłumaczy prof. Tamas Harvath z Uniwersytetu Yale, z jednej strony musimy mieć te cząsteczki sygnałowe, by przestać jeść. Z drugiej jednak, jeśli ekspozycja jest długotrwała, wolne rodniki mogą uszkadzać komórki i przyczyniać się do starzenia. To dlatego w odpowiedzi na stałe przejadanie się włącza się mechanizm komórkowy związany z zahamowaniem powstawania wolnych rodników. Podczas gdy mechanizm ten, wspierany przez wzrost organelli komórkowych zwanych peroksysomami, zabezpiecza przed uszkodzeniem [DNA] komórek, jednocześnie zmniejsza zdolność odczuwania sytości po posiłku – dodaje szefowa amerykańskiego zespołu prof. Sabrina Diano. Amerykanie zauważyli, że po jedzeniu w mysich neuronach odpowiedzialnych za zahamowanie przejadania występowało wysokie stężenie wolnych rodników. Proces ten jest kontrolowany przez leptynę (hormon wytwarzany głównie przez białą tkankę tłuszczową) i glukozę, które stanowią dla mózgu sygnały modulujące pobieranie pokarmu. W czasie posiłku poziomy leptyny i glukozy wzrastają. Rośnie też poziom wolnych rodników. Naukowcy zauważyli jednak, że u myszy z otyłością wywołaną nieodpowiednią dietą występuje leptynooporność. Dodatkowo zawartość wolnych rodników w komórce jest ograniczana przez peroksysomy, co nie dopuszcza do odczuwania sytości i prowadzi do dalszego przejadania. Obecnie akademicy chcą ustalić, czy u otyłych jednostek można wywołać uczucie sytości, nie prowadząc jednocześnie do podwyższonego stężenia wolnych rodników w mózgu i innych częściach ciała.

Dodatek melasy pozwala ograniczyć szkodliwość wysokotłuszczowej diety. Dochodzi m.in. do spadku wagi. Na razie przeprowadzono badania na zwierzętach, ale już na przyszły rok zaplanowano testy kliniczne z udziałem ludzi. Autorem studium jest dr Richard Weisinger z La Trobe University. Na czas 12-tygodniowego eksperymentu Australijczyk podzielił myszy na 3 grupy. Kontrolnej cały czas podawano zwykłą wysokotłuszczową paszę, a u dwóch pozostałych zastosowano suplementację 2- i 4-procentowym ekstraktem melasy (do badań wybrano melasę, ponieważ zawiera dużo będących przeciwutleniaczami polifenoli). Każda grupa spożywała podobną ilość pokarmu. Okazało się, że po 3 miesiącach gryzonie z grupy karmionej 4-proc. melasą ważyły mniej, udało się też ograniczyć otłuszczenie ich ciała. Poza tym naukowcy stwierdzili we krwi niższe stężenie wytwarzanej przez komórki tkanki tłuszczowej leptyny (leptyna jest hormonem odpowiadającym za przekazywanie podwzgórzu informacji nt. stopnia odczuwanego głodu). Naukowcy zauważyli, że konsumpcja melasy prowadziła do zwiększenia liczby kalorii traconych z odchodami. Wzrastała też ekspresja genów dla kilku biomarkerów metabolicznych wątroby i adipocytów. Dodatek melasy do wysokotłuszczowej diety wydaje się zmniejszać masę ciała i otłuszczenie głównie za pośrednictwem ograniczenia absorpcji kalorii.

Leptyna, hormon wytwarzany głównie przez podskórną białą tkankę tłuszczową i sygnalizujący sytość, zmniejsza u kobiet liczbę symptomów depresji. Im więcej leptyny, tym mniej objawów lęku czy obniżenia nastroju. Dane z badań na zwierzętach sugerują, że leptyna może zmniejszyć lęk i poprawić nastrój. Nasze studium z udziałem kobiet [również] sugeruje, że hormon może naprawdę mieć właściwości antydepresyjne - przekonuje dr Elizabeth Lawson z Harvard Medical School. Zwykle poziom leptyny jest niski u kobiet szczupłych i wysoki u otyłych. Depresja występuje zaś często w schorzeniach związanych z niskim stężeniem tego hormonu, np. anoreksji oraz czynnościowym podwzgórzowym braku miesiączki (w tym przypadku waga kobiet jest prawidłowa, ale dochodzi do wtórnego braku miesiączki). Zespół Lawson analizował związek między stężeniem leptyny a objawami lęku i depresji u 64 kobiet: 15 z anoreksją, 12 z czynnościowym podwzgórzowym brakiem miesiączki, 20 zdrowych pań o prawidłowej masie ciała oraz 17 z nadwagą lub otyłych, ale nadal zdrowych. Kobiety wypełniały kwestionariusze samoopisu, gdzie wysoki wynik wskazywał na zaburzenia lękowe i depresyjne. Naukowcy określali też poziom leptyny we krwi oraz wskaźnik masy ciała (BMI). Okazało się, że wyższe stężenie hormonu wiązało się ze spadkiem liczby/nasilenia objawów lęku i depresji. Związek ten był niezależny od BMI, co oznacza, że utrzymywał się bez względu na wagę.

Badacze z University of Texas Southwestern Medical Center prowadzą pierwsze na świecie testy kliniczne, podczas których ocenia się skuteczność włączenia leptyny – hormonu wytwarzanego przez komórki tkanki tłuszczowej i odpowiadającego za przekazywanie podwzgórzu informacji nt. stopnia odczuwanego głodu - do terapii cukrzycy typu 1. Podczas eksperymentów Amerykanie wykorzystują metreleptynę. Jest to lekko zmodyfikowana forma hormonu. Autorzy innych badań wykazali, że jest ona lepiej tolerowana przez organizm. Leptyna była bardzo skuteczna w walce z cukrzycą u pacjentów z lipodystrofiami, u których doszło do ekstremalnego zaniku tkanki tłuszczowej. Ostatnio leptyna pomogła polepszyć kontrolę poziomu cukru we krwi w zwierzęcym modelu cukrzycy typu 1. Choć nie mamy żadnej gwarancji, że to zadziała u ludzi, mamy nadzieję, że dodanie leptyny będzie korzystne dla chorych z cukrzycą typu 1. – wyjaśnia dr Abhimanyu Garg. W pierwszej fazie badań naukowcy będą oceniać tolerancję i bezpieczeństwo uzupełnienia schematu leczenia cukrzycy leptyną. Wcześniej laboratorium prof. Ungera z UT Southwestern ustaliło, że korzyści z podawania cukrzykom insuliny wynikają z hamowania glukagonu – hormonu wytwarzanego przez komórki alfa wysp trzustkowych, który zwiększa stężenie glukozy we krwi. W marcu tego roku akademicy opublikowali także artykuł, że na modelu mysim wykazano, iż leptyna podawana zamiast insuliny pozwala lepiej zarządzać zmiennością poziomu cukru we krwi i lipogenezą, czyli przekształcaniem cukrów prostych w kwasy tłuszczowe. Podczas testów klinicznych od 12 do 15 ochotników będzie przez 5 miesięcy dodawać 2 razy dziennie leptynę do standardowych zastrzyków z insuliną. W sumie studium potrwa 7 miesięcy i obejmie 11 wizyt: wstępne badania przesiewowe, 4 wizyty szpitalne i 6 ambulatoryjnych. Pierwszy pobyt w szpitalu potrwa co najmniej 4 dni, pozostałe to kwestia 2 dni. Aby wziąć udział w badaniach przesiewowych, dana osoba musi mieć od 18 do 50 lat, wskaźnik masy ciała poniżej 25 (co oznacza BMI w granicach normy) i zdiagnozowaną cukrzycę typu 1. Dr Gregory Clark, jeden z lekarzy koordynujących testy kliniczne, podkreśla, że zachętą do wzięcia w nich udziału może być perspektywa utraty wagi. Leptyna zmniejsza apetyt, dlatego jest bardzo prawdopodobne, że uczestnicy nie będą aż tak głodni. Mamy nadzieję, że uwzględnienie leptyny obniży też poziom cholesterolu we krwi [ma to znaczenie ze względu na zagrożenie chorobą niedokrwienną serca, jednym z długoterminowych powikłań cukrzycy]. Doktor Unger zaznacza, że celem nie jest znalezienie zastępnika insuliny, ale uzyskanie stabilnego poziomu cukru we krwi.

Wyniki wstępnych badań sugerują, że otyli ludzie, którzy przez jakiś czas po prostu przebywają wysoko nad poziomem morza, bez dodatkowego wysiłku zrzucają kilka zbędnych kilogramów i efekt ten utrzymuje się po powrocie na niziny. Naukowcy z zespołu doktora Floriana Lippla z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium uważają, że ma to coś wspólnego z rozrzedzonym powietrzem, które zmniejsza apetyt i nasila metabolizm. Oznacza to spalenie większej liczby kalorii bez ćwiczeń. Co więcej, Niemcy stwierdzili, że u badanych następował wzrost poziomu leptyny, hormonu odpowiedzialnego za uczucie sytości. Dotąd ustalono, że pobyt na wysokościach rzeczywiście powoduje utratę wagi, ale u sportowców czy alpinistów, którzy dużo się tam ruszają. Współpracownicy Lippla zaczęli się więc zastanawiać, czy podobne zjawisko wystąpi u ludzi prowadzących raczej siedzący tryb życia. Zwerbowali 20 mężczyzn w średnim wieku 56 lat ze średnim BMI równym 34. Na co dzień mieszkali oni w Monachium (530 m n.p.m.). Najpierw na małej wysokości przez tydzień monitorowano ich poczynania, odnotowując zjadane pokarmy i ilość ruchu. Potem ochotnicy spędzali 2 tygodnie w klimatyzowanym ośrodku badawczym z góry Zugspitze, zlokalizowanym na wysokości 2650 metrów n.p.m. Mogli jeść i pić, na co tylko mieli ochotę, ale nie wolno im było intensywnie ćwiczyć - ruch ograniczano do wolnych spacerów. Po powrocie na niziny obserwowano ich jeszcze przez miesiąc. Średnio wolontariusze stracili 1,5 kg. To stosunkowo niedużo, ale w porównaniu do wyjściowej wagi, różnica była istotna statystycznie. Pobyt w górach naturalnie zmniejszył łaknienie. Mężczyźni obcinali spożycie przeciętnie o 734 kalorie. Naukowcy zaznaczają jednak, że efektu nie można wyjaśnić wyłącznie dietetycznymi "restrykcjami". Dołączyło się do nich zintensyfikowanie metabolizmu, co pozwoliło spalić więcej kalorii w stanie spoczynku, bez dodatkowych ćwiczeń. Niemcy zmierzyli poziom leptyny. Gdy jest jej więcej, czujemy się najedzeni, a kiedy mniej, pojawia się głód. Ponieważ u otyłych badanych podczas pobytu w górskim ośrodku nastąpił wzrost stężenia hormonu, nie powinno dziwić, że zaczęli mniej jeść. Lippl i inni nie wiedzą, czemu się tak stało. Wspominają jednak o studiach, w ramach których wykazano, że ludzkie komórki umieszczone w środowisku z niską zawartością tlenu (rozrzedzonym powietrzem) wytwarzają więcej leptyny. Choć naukowcy się tego nie spodziewali, obniżona waga utrzymała się po powrocie do domu. Działo się tak być może dlatego, że badani nieco więcej chodzili. Przypisuje się to efektowi treningu na wysokościach. Po stresach wywoływanych niedoborem tlenu i wyzwaniach związanych ze wspinaczką otyłe osoby czuły się sprawniejsze fizycznie i zdolne wytrzymać intensywniejszy wysiłek. Lippl podkreśla, że w przyszłości trzeba będzie powtórzyć bardziej rozciągnięte w czasie badania na liczniejszej próbie.

Poziom leptyny, jednego z hormonów biorących udział w regulacji tempa metabolizmu i tłumieniu uczucia głodu, jest powiązany z prawdopodobieństwem zapadnięcia na chorobę Alzheimera - uważają badacze z Boston University School of Medicine. Oznacza to, że pomiar stężenia tej substancji we krwi może zostać pewnego dnia włączony do grupy testów określających ryzyko zachorowania na to wyniszczające schorzenie. Przeprowadzone studium było częścią Framingham Heart Study - szeroko zakrojonego programu, którego głównym celem była ocena wpływu stylu życia na choroby serca. U 785 biorących w nim udział pacjentów, obserwowanych przez badaczy od 1948 roku, przeprowadzoo w latach 1990-1994 dodatkową serię testów, wśród których wykonano pomiar poziomu leptyny w osoczu krwi. Średnio po ośmiu latach od badania poziomu leptyny u 89 pacjentów stwierdzono chorobę Alzheimera, a 22 kolejne - zapadły na inne formy demencji. Najczęściej chorowały osoby o niskim poziomie leptyny. Jak obliczono, dla osób kwalifikujących się do grupy 25% pacjentów o najniższym (w grupie osób o danej płci) poziomie leptyny średnie ryzyko zapadnięcia na chorobę Alzheimera w czasie teoretycznego 12-letniego okresu oczekiwania było aż 4-krotnie wyższe, niż dla 25% osób o najwyższym poziomie tego hormonu (25% vs 6%). Na podstawie badań z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego ustalono także, że obniżony poziom leptyny jest powiązany ze zmniejszeniem całkowitej objętości mózgu. Najprawdopodobniej spadek stężenia hormonu sprzyja także powstawaniu zmian strukturalnych charakterystycznych dla alzheimeryzmu, lecz sami badacze zastrzegają, że dane na ten temat nie są jednoznaczne. Dotychczas nie ustalono, w jaki sposób leptyna może wpływać na rozwój choroby Alzheimera. Testy na zwierzętach wykaały co prawda możliwość ograniczenie ryzyka zachorowania dzięki podawaniu dodatkowych dawek hormonu, lecz wpływ takiej terapii na organizm człowieka nie został dotychczas ustalony.

Nasze ciało zostało tak zaprogramowane przez naturę, by przestawać jeść, gdy mamy już dosyć. Okazuje się jednak, że pewien rodzaj kwasu tłuszczowego – kwas palmitynowy – zmienia w krótkim czasie całą chemię mózgu. Wskutek tego do komórek wysyłane są sygnały, by ignorować insulinę i leptynę, które informują o sytości. To dlatego tak trudno oprzeć się kolejnej porcji lodów czy hamburgerowi. Nasze wyniki sugerują, że kiedy jemy coś tłustego, mózg zostaje "porażony" przez kwasy tłuszczowe i stajemy się oporni na działanie hormonów regulujących apetyt – insuliny i leptyny. Ponieważ mózg nie mówi, by przestać jeść, przejadamy się – wyjaśnia dr Deborah Clegg z Centrum Medycznego University of Texas Southwestern. Pani biolog donosi, że u zwierząt efekt utrzymuje się przez ok. 3 dni, co pozwala wyjaśnić, czemu ludzie objadający się w piątki i soboty wspominają w poniedziałek o nasilonym głodzie. Choć naukowcy zdawali sobie sprawę, że dieta obfitująca w tłuszcze może prowadzić do insulinooporności, niewiele wiedziano o wyzwalającym ją mechanizmie i czy określone rodzaje tłuszczą mogą ją uruchamiać z większym prawdopodobieństwem. Dr Clegg zaznacza, że podejrzewała, że mózg może mieć z tym coś wspólnego, ponieważ część zjadanych tłuszczów (bez względu na to, czy są one zdrowe, czy nie) zostaje zużyta do jego budowy. By przetestować tę hipotezę, Amerykanie wstrzykiwali różne rodzaje tłuszczu bezpośrednio do mózgu, stosowali wlew do tętnicy szyjnej oraz trzy razy dziennie karmili zwierzęta za pomocą sondy żołądkowej. Wszystkim osobnikom zapewniano tyle samo kalorii i tłuszczu. Część dostawała jednak kwas palmitynowy, część kwas jednonienasycony, a reszta kwas oleinowy. Kwas palmitynowy jest pospolitym nasyconym kwasem tłuszczowym o wzorze sumarycznym C15H31COOH. Występuje w maśle, serach, mleku i wołowinie. Kwas oleinowy, zwany też olejowym, to jednonienasycony kwas tłuszczowy typu omega-9. Obfitują w niego oliwa z oliwek i olej z pestek winogron. Odkryliśmy, że kwas palmitynowy [...] zmniejszał zdolność leptyny i insuliny do aktywowania kaskady sygnalizacji wewnątrzkomórkowej. Kwas oleinowy nie wywoływał takiego efektu. W przyszłości zespół dr Clegg zamierza sprawdzić, po jakim czasie skutki krótkoterminowej ekspozycji na wysokotłuszczowy pokarm zostają całkowicie wyeliminowane.

Rozmnażanie jest dla zwierząt jedną z najbardziej energochłonnych funkcji życiowych. Aby móc sobie pozwolić na posiadanie potomstwa, niedoszła matka musi mieć więc pewność, że wystarczy jej na to energii. Z badań przeprowadzonych przez Amerykanów wynika, że w toku ewolucji u ssaków powstał w tym celu specjalny mechanizm dostosowujący poziom płodności do bieżących zasobów energetycznych organizmu. Jak wykazali badacze, odkryty system działa w oparciu o leptynę - hormon wytwarzany niemal wyłącznie przez tkankę tłuszczową. Poziom tego białka jest wprost proporcjonalny do zawartości tłuszczu w ustroju, dzięki czemu jest ono doskonałym wskaźnikiem rezerw energetycznych organizmu. Aby sprawdzić, w jaki sposób leptyna wpływa na płodność ssaków, dwoje badaczy - Susannah French z Utah State University oraz Gregory Demas z Indiana University - wykorzystało ciężarne samice chomików. Zwierzęta zaopatrzono w specjalne pompy, które wstrzykiwały do krwi zwierząt ściśle określone dawki leptyny. Ich reakcje porównywano z ciężarnymi samicami otrzymującymi nieaktywny biologicznie płyn. Wpływ leptyny na organizmy ciężarnych samic był niezwykle silny. Ich potomstwo było nie tylko bardziej liczne (6,5 w porównaniu do 4 grupie kontrolnej), lecz także silniejsze i większe niż w grupie kontrolnej. Zdaniem badaczy oznacza to, że leptyna może sprzyjać podtrzymaniu ciąży, zaś jej brak może skłaniać organizm matki do spontanicznej aborcji, np. poprzez wchłanianie bardzo młodych zarodków. Różnice w zachowaniu matek było widać także po narodzinach. W normalnych warunkach samica chomika często wybiera jedno lub dwoje młodych, które uważa za najsilniejsze, a pozostałe zabija. Po podaniu leptyny uśmiercanie młodych przestało się zdarzać, podczas gdy w grupie kontrolnej aż 40% badanych osobniczek pożerało przynajmniej jedno młode. Sztuczne zawyżanie poziomu leptyny miało jednak swoje wady. Wydatek energii związany z utrzymywaniem przy życiu wielu płodów wiązał się z pogorszeniem odporności, zaś odłączenie od pompy podającej hormon wywoływało znaczne zwiększenie apetytu. Nie powinno to dziwić - przez niemal całą ciążę organizmy przyszłych matek otrzymywały przecież fałszywy sygnał o istnieniu bogatych rezerw energetycznych. Dla mnie jest dość jasne, że leptyna odgrywa istotną rolę przy podejmowaniu fizjologicznych decyzji o inwestycji w potomstwo, podsumowuje Randy Nelson, biolog z Ohio State University niezwiązany z prowadzonym studium. Wspólnie z autorami eksperymentu podkreśla on, że najistotniejszym kierunkiem dalszych badań powinno być ustalenie dokładnego mechanizmu chroniącego młode przed kanibalistycznymi zapędami matek stymulowanych leptyną.

Jak odkryć, skąd się bierze tkanka tłuszczowa? Zaczyna się od bardzo chudej myszy, a następnie wszczepia się jej kolejno różne typy komórek podejrzewanych o powodowanie rozwoju tej tkanki. Mozolna, lecz skuteczna metoda pozwoliła amerykańskim badaczom na rozwiązanie tej zagadki. Autorami odkrycia są naukowcy z Howard Hughes Medical Institute oraz Rockefeller University. Zespół, prowadzony przez dr. Jeffreya Friedmana, odkrył tzw. komórki progenitorowe białych komórek tłuszczowych. Są one nieco podobne do komórek macierzystych, lecz, w przeciwieństwie do nich, mogą rozwijać się wyłącznie w kierunku pojedynczego typu dojrzałych komórek. Można więc powiedzieć, że są nieaktywne, lecz cały czas gotowe, by w odpowiedniej chwili podzielić się na dwie komórki, z których jedna wejdzie w skład dojrzałej tkanki tłuszczowej, zaś druga pozostanie komórką progenitorową i przejdzie w stan uśpienia aż do kolejnego momentu, kiedy potrzebny będzie kolejny jej podział. Identyfikacja komórek progenitorowych białych komórek tłuszczowych dostarcza nam środków pozwalających na identyfikację czynników regulujących podziały oraz nabieranie funkcji przez komórki tłuszczowe, tłumaczy dr Friedman. Odkrycie może mieć niebagatelne znaczenie dla całej służby zdrowia walczącej nieustannie z pandemią otyłości. Powstawanie tkanki tłuszczowej było dotychczas niejasne. Typowe komórki tłuszczowe, czyli adipocyty, są dojrzałymi komórkami pozbawionymi zdolności do podziału. Oznacza to, że nie mogą one prowadzić do wzrostu liczebności komórek wchodzących w skład tkanki. Przełom nastapił w momencie, gdy zastosowano technikę zwaną sortowaniem komórek aktywowanym przez fluorescencję (ang. fluorescence-activated cell sorting - FACS). Technika ta pozwala na odróżnienie poszczególnych typów komórek ze względu na cząsteczki występujące na ich powierzchni. Wykorzystuje się w tym celu przeciwciała - białka zdolne do wybiórczego wiązania określonych molekuł. Jeśli przeciwciało wyznakuje się odpowiednim barwnikiem, wówczas aparat do wykonywania FACS odróżnia komórki posiadające daną cząsteczkę na swojej powierzchni i oddziela je od pozostałych. Dzięki zastosowaniu tej techniki wyizolowano dwie populacje komórek, które mogły dawać początek tkance tłuszczowej. Aby potwierdzić fizjologiczną rolę odkrytych komórek, wszczepiono je zmodyfikowanym genetycznie myszom, które nie posiadały tkanki tłuszczowej. Eksperyment pozwolił na stwierdzenie, że tylko jedna z grup, której komórki posiadają na swojej powierzchni białko CD24, powoduje wspomniany efekt. Ich odkrycie nie było jednak proste, gdyż u myszy niemodyfikowanych komórki te stanowią zaledwie 0,08% wszystkich komórek budujących tkankę tłuszczową. W celu analizy rozwoju tkanki tłuszczowej badacze wykonali kolejną modyfikację genetyczną myszy. Stworzyli oni specjalną konstrukcję genową, która umożliwiła produkcję lucyferazy - enzymu niewystepującego naturalnie u ssaków, mającego zdolność bioluminescencji (świecenia) po dodaniu odpowiedniego składnika, zwanego lucyferyną. Enzym był jednak produkowany wyłącznie wtedy, gdy komórka otrzymywała sygnał do produkcji leptyny - hormonu wytwarzanego naturalnie wyłącznie w tkance tłuszczowej. Modyfikacja taka pozwalała na obserwację świecenia wyłącznie wtedy, gdy w organizmie zwierzęcia powstawały nowe komórki tłuszczowe. Współpracujący z Friedmanem badacz, dr Matt Rodeheffer, główny autor publikacji, wszczepił myszom pozbawionym tkanki tłuszczowej komórki wzbogacone o gen kodujący lucyferazę. Zaobserwowany wzrost świecenia świadczył o tym, że doszło w tym miejscu do rozwoju dojrzałych adipocytów. Co więcej, zabieg wpływał także na kondycję zwierząt, pozwalał bowiem na zwalczenie objawów cukrzycy związanej z całkowitym brakiem tkanki tłuszczowej. Zaobserwowano także wzmożoną syntezę związków charakterystycznych dla komórek tłuszczowych, co dodatkowo potwierdza rolę komórek produkujących CD24 w opisywanym procesie. To odkrycie pozwala nam lepiej zrozumieć podstawowe procesy biologiczne zachodzące w tkance tłuszczowej i umożliwia nam oraz innym badaczom analizę tych komórek w organizmach żywych zwierząt. Pozwala to także na ustalenie czynników molekularnych odpowiedzialnych za formowanie tkanki tłuszczowej, tlumaczy dr Rodeheffer. Potencjalnie możemy badać, w jaki sposób wzrost i nabieranie funkcji przez te komórki jest regulowane w przebiegu otyłości, a także określić, czy procesy na poziomie molekularnym są związane z regulacją [funkcjonowania] tkanki tłuszczowej oraz rozwojem różnych patologii, takich jak cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe, które są związane z otyłością i syndromem metabolicznym.

W eksperymentach na myszach wykazano, że dieta wysokotłuszczowa "znieczula" mózg na działanie hormonów hamujących apetyt. W ten sposób mózg staje się nieświadom otyłości ciała. Akademicy uważają, że podając ludziom leki pomagające mózgowi ponownie reagować na leptynę, będzie można w przyszłości leczyć otyłość. U zwierząt, a więc i u ludzi, komórki tłuszczowe wydzielają leptynę. Dostaje się ona do podwzgórza, które zawiaduje różnymi procesami fizjologicznymi, m.in. uczuciem głodu i pragnieniem. Teoretycznie powinno być tak, że gdy ciało staje się bardziej otłuszczone, uwalniania się więcej leptyny, co w efekcie doprowadza do spadku łaknienia. Michael Cowley i zespół z Oregon National Primate Research Center wykazali jednak, że nie wystarczy podanie lub samodzielne wytworzenie przez organizm hormonu, aby zwalczyć nadwagę czy otyłość. Dzieje się tak właśnie z powodu spadku wrażliwości mózgu na leptynę. W ramach eksperymentu identyczne genetycznie myszy podzielono na dwie grupy. Jednej podawano wysoko-, a drugiej niskokaloryczne pokarmy. Wszystkie gryzonie z drugiej grupy pozostały szczupłe, podczas gdy w drugiej część przytyła, a część nie. Nie wiadomo, dlaczego się tak stało. Następnie zwierzętom usuwano podwzgórze i badano, w jaki sposób reaguje ono na leptynę. Podwzgórza otyłych myszy nie wydzielały pod wpływem hormonu substancji hamujących apetyt. Mózgi szczupłych gryzoni (bez względu na rodzaj diety) reagowały natomiast normalnie. Podczas dalszych dociekań okazało się, że w neuronach grubych myszy gromadził się pewien związek chemiczny, a mianowicie SOCS-3. Naukowcy podejrzewają, że nie dopuszcza on do zarejestrowania w komórce sygnału wysyłanego przez leptynę. Cowley podkreśla, że badania jego zespołu powinny zmienić zapatrywania na otyłość. Społeczeństwo często uznaje ją za skutek braku silnej woli, podczas gdy ma ona podłoże biologiczne. W kolejnych eksperymentach otyłe myszy odchudzono, przestawiając je z diety wysokokalorycznej obfitującej w tłuszcze na dietę niskotłuszczową z taką samą liczbą kalorii. Neurony z ich podwzgórz zaczęły ponownie reagować na leptynę, co oznacza, że mamy do czynienia z procesem odwracalnym (Cell Metabolism).

Nowe studium naukowców z Yale School of Medicine wykazało, że estrogen reguluje metabolizm mózgu podobnie jak hormon leptyna. Leptyna jest wytwarzana przez komórki tłuszczowe, które w ten sposób przekazują podwzgórzu wiadomość dotyczącą stopnia odczuwanego głodu. Natrafienie na ślad estrogenowy jest bardzo ważnym odkryciem, taką metodą można by pomagać w zwalczaniu otyłości osobom odpornym na działanie leptyny. Tamas L Horvath i zespół badali myszy z mutacjami albo w leptynowym, albo estrogenowym systemie sygnalizacji. W ramach eksperymentu akademicy analizowali wpływ estrogenu na zdolność neuronów do tworzenia w podwzgórzu nowych połączeń, związane z tym zachowania dot. odżywiania się oraz wydatkowanie energii. Badacze odkryli, że estrogen jest niezwykle istotnym regulatorem metabolizmu mózgu. Jeśli chodzi o wpływ na tworzenie nowych połączeń, żeński hormon płciowy i leptyna wykorzystywały te same mechanizmy, natomiast oddziaływanie estrogenu na jedzenie i otyłość było niezależne od leptyny i receptorów leptynowych. Odkryliśmy, że estrogen hamuje apetyt, wykorzystując w mózgu te same ścieżki, co leptyna — tłumaczy Horvath. Upośledzona sygnalizacja estrogenowa w mózgu może być przyczyną zmian metabolicznych podczas menopauzy. Obecnie naukowcy chcą popracować nad związkami naśladującymi działanie m.in. estradiolu w zakresie redukcji wagi. Można by je stosować u osób odpornych na leptynę, bez skutków ubocznych charakterystycznych dla estrogenów. W ten sposób chroniono by tkanki piersi i jajników.