מחקר חדש פענח חלק מהמנגנון שמשנה את תפקודם של תאי שומן ומאפשר להם לשרוף שומנים ולהפיק מהם אנרגיה

תאי שומן בצבע בז' הם תאים שהחלו את דרכם כתאי שומן לבן, שמאחסנים שומנים לצורך אגירת אנרגיה, אך עברו לשרוף שומנים. במחקר חדש נחשפו המנגנונים המובילים הפיכת תאי שומן לבן לבז' אצל עכברים. הממצאים עשויים לסייע לפיתוח תרופות חדשות שיסייעו בהרזיה.

לפני כמה שנים הוכרזה השמנת היתר כמחלה בישראל. הדרך העיקרית המומלצת לטיפול בה היא שינוי בתזונה ובאורח החיים – בעיקר הגדלת היקף הפעילות הגופנית. אך במקביל נמשכים המאמצים לגלות דרכים נוספות לרזות.

בגוף האדם יש שלוש רקמות שומן עיקריות, ושלושתן קיימות גם אצל עכברים. הראשונה היא רקמת השומן הלבן, שמשמשת לאגירת אנרגיה, והיא זאת שמצטברת אצל אנשים שסובלים מהשמנת יתר. הסוג השני הוא תאי שומן חוּם, ששורפים אנרגיה כדי להפיק חום וממלאים לפיכך תפקיד חשוב בוויסות חום הגוף של יונקים.

בתנאים מסוימים תאי השומן הלבן מתחילים להתנהג כמו תאי שומן חום, והרקמה הופכת לסוג השלישי של רקמה: רקמת שומן בז', שמשמשת גם היא לשריפת שומן. תהליך זה של הפיכת תא שומן לבן לבז' הוא תהליך רצוי אצל אנשים המעוניינים לרזות - כלומר לשרוף שומנים המצטברים בתאי השומן הלבן. החלבון העיקרי שפועל בתאים לצורך שריפת השומן נקרא Ucp1, והוא פועל במיטוכונדריה – אברונים קטנטנים בתוך התא שמשמשים להפקת אנרגיה. למעשה, צבעם החום של תאי השומן שורפי האנרגיה נובע מהכמות הגבוהה של המיטוכונדריה בהם. הימצאות של החלבון הזה בתא שומן לבן מעידה על הפיכתו לתא שומן בז'.

,צילום מיקרוסקופ אלקטרונים של תא שומן חום | Prof S. Cinti, SPL
שורפים אנרגיה כדי להפיק חום. צילום מיקרוסקופ אלקטרונים של תא שומן חום מוקף בנימי דם | Prof S. Cinti, SPL

מאות גֵנים

כמה מהגֵנים שמעורבים בתהליך השינוי הזה כבר מוכרים, אך המנגנון אינו ידוע במלואו. מרטין קלינגנספור (Klingenspor) וקבוצת המחקר שלו באוניברסיטה הטכנית של מינכן, בשיתוף עם בארט דפלנקה (Deplancke) מהמכון השוויצרי לביואינפורמטיקה, ניתחו את פעילות הגֵנים בתאים על מנת למצוא את המנגנון השלם שמוביל לשינוי אופיים של תאי השומן הלבן. המחקר פורסם בכתב העת Cell Reports.

החוקרים גידלו תאי שומן לבן בתרבית והפעילו באמצעות תרופה את תהליך הפיכתם לתאי שומן בז', כדי לבדוק איך משתנה פעילות הגֵנים בהם. התאים נלקחו משישה זנים של עכברים שנבדלים זה מזה ביכולתם ליצור תאי שומן בז', וביעילות שריפת השומן בתאים. בנוסף, החוקרים השוו דגימות רקמת שומן של 4 זני עכברים שהונדסו גנטית כדי לחקור שינויים בחילוף החומרים שלהם. ההשוואה נועדה למצוא איך רמת הפעילות של גֵנים שונים תואמת לרמות ה-Ucp1 בתאי השומן.

החוקרים מצאו מאות גנים שמעורבים כנראה בתהליך, שחלקם הגדול קשור למיטוכונדריה, אך אחרים מעורבים בתהליכים אחרים ברבים מתפקודי התא. על מנת לפענח את המסלולים הקשורים לתהליך, החוקרים בדקו את תפקידם של 25 חלבונים ומצאו שהם אכן פועלים בארבעה מסלולים נפרדים כדי להפוך את התאים לתאי שומן בז'. הבדלים גנטיים בין זני העכברים השונים הובילו לפעילות שונה של החלבונים הללו ולכן שינו את היכולת של העכברים ליצור רקמת שומן בז'.

בהמשך בדקו החוקרים אם אפשר להשפיע על התהליך באמצעות חומרים אורגניים שעשויים לשמש בעתיד לפיתוח תרופות. שניים מהחומרים אכן הגביר את הפעילות של Ucp1 בתאי שומן בז', כלומר הוביל לכך שהתאים יוכלו לשרוף יותר שומן. לעומת זאת, אנזים אחר דווקא פגע בפעילות החלבון Ucp1 ועצר את התהליך השינוי בתאים כשעיכבו את פעילותו.

החוקרים מציינים שהפיכת תאי שומן לבן לתאי שומן בז' יכולה לנבוע מגורמים רבים. במחקר הנוכחי הניעו את התהליך באמצעות תרופה, אולם גם חשיפה ממושכת לקור מפעילה את השינוי הזה, ועדיין לא ברור האם במקרה כזה יפעל בדיוק אותו מנגנון כמו זה שנמצא במחקר הנוכחי.

המחקר הנוכחי הניב מידע רב ורק חלק קטן מפעילות הגֵנים שהתגלו נבדק בו, כך שעוד נותר פתח רחב למחקרים נוספים על המסלול שהופך שומן לבן לבז'. חשוב גם לזכור שהוא נערך על עכברים, ולא ידוע כרגע האם אותם מסלולים פועלים גם בגוף האנושי.

 

תגובה אחת

  • צב מעבדה

    בדיחה של ביולוגים

    ביולוג א לביולוג ב: מה תרצה להיות בגלגול הבא?
    ביולוג ב: עכבר מעבדה
    ביולוג א: למה?
    ביולוג ב: כי בעכברים מצאו כבר תרופה להכל!