Ο φαιός λιπώδης ιστός στη μάχη κατά της παχυσαρκίας

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κρούει ολοένα και περισσότερο τον κώδωνα του κινδύνου σχετικά με τις επιπτώσεις της παχυσαρκίας στην υγεία και την ποιότητα ζωής του ανθρώπου.

Η παχυσαρκία είναι μια σύνθετη διαταραχή και προκαλείται από τη μεγάλη συσσώρευση σωματικού λίπους πού είναι αποτέλεσμα της ανισορροπίας μεταξύ της ενέργειας που προσλαμβάνεται και εκείνης που καταναλώνεται από τον οργανισμό μας. Το υψηλό ποσοστό σωματικού λίπους, ιδιαίτερα του σπλαχνικού, αυξάνει τον κίνδυνο εκδήλωσης διαφόρων νοσημάτων, όπως είναι ο σακχαρώδης διαβήτης, τα καρδιαγγειακά νοσήματα και ο καρκίνος.

«Εκτός από το σπλαχνικό και το υποδόριο λίπος -ή, αλλιώς, τον λευκό λιπώδη ιστό- έχει διαπιστωθεί πως στο σώμα μας υπάρχει και ένας ακόμη τύπος λιπώδους ιστού η ύπαρξη του οποίου, όχι μόνο δεν έχει βλαβερές συνέπειες για τον οργανισμό μας, αλλά, αντιθέτως, μπορεί να βοηθήσει ενάντια στη συσσώρευση του πρώτου. Αυτός είναι ο φαιός λιπώδης ιστός και το όνομά του προέρχεται από το χρώμα του, το οποίο οφείλεται στην υψηλή περιεκτικότητα των κυττάρων που τον αποτελούν σε μιτοχόνδρια», εξηγεί στο in.gr η Μαρία Βλιώρα, Ερευνήτρια στο Εργαστήριο Περιβαλλοντικής Φυσιολογίας FAME Lab της Σχολής Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας.

Τα μιτοχόνδρια είναι τα οργανίδια των κυττάρων, στα οποία εκτελούνται όλες οι βιοχημικές δραστηριότητες που είναι απαραίτητες για την κυτταρική αναπνοή αλλά και την παραγωγή ενέργειας.

Σύμφωνα με την κ. Βλιώρα, ο φαιός λιπώδης ιστός υπάρχει σε όλα τα θηλαστικά και η βασική του λειτουργία είναι η διατήρηση της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος. Για να επιτύχει, δηλαδή, τη βασική του λειτουργία ο φαιός λιπώδης ιστός παράγει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Στον άνθρωπο συναντάται σε μεγαλύτερες ποσότητες στα νεογνά, τα οποία δεν διαθέτουν κάποιον άλλο θερμορυθμιστικό μηχανισμό.

Έρευνες του εργαστηρίου FAME Lab του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας αλλά και άλλων ερευνητικών οργανισμών ανά τον κόσμο έχουν δείξει ότι, η ποσότητα του φαιού λιπώδη ιστού τείνει να φθίνει
όσο η ηλικία μας αυξάνεται.

Πως γίνεται η παραγωγή της θερμότητας από το φαιό λιπώδη ιστό;

Όπως εξηγεί η ερευνήτρια, «για να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο φαιός λιπώδης ιστός είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας στα μιτοχόνδρια. Στα μιτοχόνδρια παράγεται χημική ενέργεια με τη μορφή του μορίου τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) το οποίο αποτελεί το «ενεργειακό νόμισμα» για τον οργανισμό μας. Επιγραμματικά, ηλεκτρόνια από ενεργειακά πλούσια μόρια, όπως η γλυκόζη ή τα λιπαρά οξέα, μεταφέρονται στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων, όπου με τη σειρά τους μεταφέρονται μέσω εξειδικευμένων πρωτεϊνών, στον επόμενο δέκτη ηλεκτρονίων της αλυσίδας. Η ροή αυτή των ηλεκτρονίων προς στην εσωτερική μεμβράνη είναι συζευγμένη με τη διαδικασία άντλησης πρωτονίων προς το διαμεμβρανικό χώρο. Ο τρόπος για να επιστρέψουν τα πρωτόνια που έχουν διαρρεύσει, πίσω στην εσωτερική μεμβράνη είναι μέσω της πρωτεΐνης που συνθέτει ATP και με τον τρόπο αυτό παράγεται ενέργεια.
Στα μιτοχόνδρια του φαιού λιπώδους ιστού εκφράζεται η αποδιαζευκτική πρωτεΐνη UCP1, η οποία αυξάνει τη διαπερατότητα της εσωτερικής μεμβράνης με αποτέλεσμα να υπάρχει διαρροή πρωτονίων προς το διαμεμβρανικό χώρο. Τα πρωτόνια αυτά επιστρέφουν πλέον στον εσωτερικό χώρο, χωρίς να χρειάζεται να συμμετάσχουν στο μεταβολικό κύκλο παραγωγής ATP και, αντί αυτού, παράγουν θερμότητα. Παρατηρούμε λοιπόν ότι ο φαιός λιπώδης ιστός, αντί να αποθηκεύει ενέργεια όπως ο λευκός λιπώδης ιστός, την καταναλώνει. Καίει, δηλαδή, θερμίδες, με σκοπό την παραγωγή θερμότητας.
Η αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και συνεπώς θερμίδων, λόγω του φαιού λιπώδους ιστού, όπως είναι λογικό έχει στρέψει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας στην αύξηση της ποσότητας και της ενεργότητας του ιστού αυτού, με σκοπό την καταπολέμηση της παχυσαρκίας αλλά και των ευνοούμενων από αυτή νοσημάτων. Διάφορες επιστημονικές ομάδες έχουν προτείνει ότι η άσκηση, η διατροφή και η έκθεση στο κρύο μπορούν να αυξήσουν την ενεργότητα του φαιού λιπώδους ιστού. Η ενεργοποίηση του ιστού ωστόσο σε ήδη παχύσαρκα άτομα έχει παρατηρηθεί ότι είναι ελάχιστη και δεν είναι ικανή για να εκδηλωθούν οι ευεργετικές του συνέπειες. Για το λόγο αυτό γίνονται προσπάθειες για την ανάπτυξη βιολογικών υλικών – ή αλλιώς ικριωμάτων – που θα επιτρέπουν τη μεταμόσχευση και την ανάπτυξη φαιών λιποκυττάρων σε έναν καινούριο οργανισμό».

Σε μία τέτοια προσπάθεια συμμετέχει και το Εργαστήριο Περιβαλλοντικής Φυσιολογίας FAME Lab του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας μέσω του ερευνητικού προγράμματος SCAFFY (Bio-scaffold engineered device for brown adipose tissue regeneration).

Σκοπός του προγράμματος αυτού είναι η ανάπτυξη και η αξιολόγηση ενός ικριώματος πάνω στο οποίο θα μπορούν να καλλιεργηθούν κύτταρα μεσεγχυματικής προέλευσης παρουσία αγγειογόνων παραγόντων. Τα κύτταρα αυτά με τη σειρά τους θα διαφοροποιούνται σε κύτταρα του φαιού λιπώδους ιστού, θα αιματώνονται κατάλληλα και με τη βοήθεια του ικριώματος θα αποκτούν την απαραίτητη τρισδιάστατη δομή ώστε ο ιστός που θα προκύπτει να είναι λειτουργικός.

Τα αποτελέσματα της πιλοτικής μελέτης που έγινε στο πλαίσιο αυτού του προγράμματος σε τρισδιάστατες καλλιέργειες κυττάρων, είναι θεαματικά αφού η διαφοροποίηση και η ανάπτυξη των κυττάρων έγινε επιτυχώς πάνω στο ικρίωμα που χρησιμοποιήθηκε. Επίσης παρατηρήθηκε αύξηση των αγγείων στον αναγεννημένο ιστό αλλά και αύξηση της έκφραση της πρωτεΐνης UCP1 που όπως αναφέρθηκε προηγουμένως είναι χαρακτηριστική του φαιού λιπώδους ιστού.

Φυσικά τα παραπάνω αποτελέσματα θα πρέπει να αξιολογηθούν και σε συνθήκες ζωντανών οργανισμών, πράγμα το οποίο αναμένεται να γίνει στη συνέχεια του προγράμματος και σε συνεργασία
με τα Πανεπιστήμια της Μπρέσια και των Βρυξελλών τα οποία συμμετέχουν στο ίδιο ευρωπαϊκό πρόγραμμα. Ωστόσο φαίνεται ότι η αναγέννηση ιστών με τη βοήθεια της εμβιομηχανικής είναι μια
πολλά υποσχόμενη μέθοδος που θα μπορούσε να συμβάλλει στην καταπολέμηση της παχυσαρκίας και άλλων μεταβολικών νοσημάτων.