دانشمندان با بررسی دقیق مکانیسم های بدن، مسیر جدید چربی سوزی مقاوم را در مغز شناسایی کرده اند که به طور مستقل از سیستم عصبی عمل کرده و پتانسیل بالایی در کاهش توده های چربی پایدار دارد.
دانشمندان یه مسیر قدرتمند توی مغز پیدا کردن که می تونه باعث بشه کل چربی های بدن، حتی اون چربی های سمجی که معمولا به رژیم و ورزش جواب نمی دن، خیلی سریع آب بشن. این یافته ها نویدبخش کشف مسیر جدید چربی سوزی مقاوم است که در کنار شناخت راهکارهای مقابله با چاقی می تواند تحولی در علم پزشکی ایجاد کند. این فرآیند مستقل از سیگنال های سیستم عصبی که معمولا مسئول کاهش چربی هستن عمل می کنه و در عوض به یه وضعیت خاص یعنی قند خون پایین و انسولین پایین وابسته است. یافته های این تحقیق در مجله Nature Metabolism منتشر شده است.
بقای ما به توانایی بدن در ذخیره و آزاد کردن کالری در زمان های نیاز شدید بستگی داره. بیشتر سلول های چربی در واکنش به سیگنال های معمولی مثل روزه گرفتن یا فعالیت بدنی، انرژی آزاد می کنن. اما انسان ها و پستاندارهای دیگه، گروه های خاصی از سلول های چربی دارن که بهشون «آدیپوسیت های پایدار» می گن و توی محدودیت های کالری معمولی یا ورزش، تقریبا تغییری نمی کنن.
این سلول های چربی پایدار، حدود 70 درصد از چربی های اعماق مغز استخوان انسان رو تشکیل می دن. دانشمندان می خواستن بفهمن چرا این سلول های چربی خاص در برابر نشانه های کاهش وزن معمولی مقاومت می کنن و بدن بالاخره چطوری اونا رو در شرایط سخت تجزیه می کنه. در حالت های شدید گرسنگی یا بیماری های تحلیل برنده، بدن در نهایت این ذخایر چربی پایدار رو مصرف می کنه. تا الان، مکانیسم های بیولوژیکی دقیقی که این مرحله نهایی تخلیه چربی رو کنترل می کردن ناشناخته بود. این کشف در واقع، گامی مهم در درک مسیر جدید چربی سوزی مقاوم است.
اریکا ال. شلر، دانشیار دانشکده پزشکی دانشگاه واشینگتن و مدیر اجرایی مرکز پزشکی بازساختی این دانشگاه، می گه: «بعضی از سلول های چربی توی بدن پایدار هستن و در برابر رژیم و ورزش مقاومت می کنن. ما می خواستیم بفهمیم چرا اینطوریه و چطوری می شه اونا رو از بین برد.» این سوالات به دنبال کشف مسیر جدید چربی سوزی مقاوم مطرح شده اند.
برای بررسی این پدیده، محقق ها روش جدیدی رو برای تحریک سریع از دست دادن کل چربی بدن در موش های نر بالغ بین 12 تا 17 هفته ای ابداع کردن. اونا هورمونی به اسم لپتین رو که معمولا تعادل انرژی رو تنظیم می کنه، به طور مداوم مستقیما به مغز موش ها تزریق کردن.
تحقیقات گسترده ای روی نحوه تعامل مغز با بافت های چربی انجام شده است تا مکانیسم های دقیق این اثرگذاری مشخص شود.
این تصویر فرآیندهای عصبی و شیمیایی را نشان می دهد که در آن لپتین مستقیما بر مراکز کنترل انرژی در مغز تاثیر می گذارد.
این کار با استفاده از پمپ های میکروسکوپی انجام شد که زیر پوست کاشته شده و به مغز متصل بودن. محقق ها دوزهای 10 یا 100 نانوگرم لپتین در هر ساعت رو طی یه دوره 9 روزه تجویز کردن. اونا میزان غذای این موش ها رو به دقت کنترل کردن و دقیقا با یه گروه کنترل از موش ها که محلول نمکی بی ضرر دریافت می کردن، مطابقت دادن.
طی این 9 روز، موش هایی که بالاترین دوز لپتین رو در مغز دریافت کرده بودن، به طور متوسط 19.3 درصد از توده بدنی شون رو از دست دادن. این در حالی بود که اونا دقیقا همون مقدار غذایی رو می خوردن که موش های گروه کنترل مصرف می کردن. دانشمندان متوجه یه الگوی خاص و مرحله به مرحله در کاهش چربی شدن.
ذخایر چربی معمولی زیر پوست و دور اندام ها، توی همون چند روز اول آزمایش از بین رفتن. اما چربی های پایدار که در اعماق مغز استخوان پنهان شده بودن، مقاومت خیلی بیشتری در برابر درمان نشون دادن. این چربی های عمیق اسکلتی فقط تا روز نهم در موش هایی که بالاترین دوز لپتین رو دریافت کرده بودن، به طور کامل تخلیه شدن. این یافته ها پتانسیل کشف یک مسیر جدید چربی سوزی مقاوم را نشان می دهد.
محقق ها اول فکر می کردن که اعصاب موضعی یا هورمون های استرس به نام کاتکول آمین ها، مثل آدرنالین، باعث این کاهش چربی شدید می شن. برای آزمایش این موضوع، اونا عصب سیاتیک رو در یک پای چند موش با جراحی قطع کردن تا سیستم عصبی موضعی رو غیرفعال کنن. در یه آزمایش دیگه، از یه ماده شیمیایی خاص برای از بین بردن اعصاب سمپاتیک در کل بدن گروه دیگه ای از موش ها استفاده کردن.
کشف مسیر جدید چربی سوزی مقاوم؛ نقش مغز و جریان خون
دانشمندان همچنین موش های اصلاح شده ژنتیکی رو که بین 9 تا 12 ماه سن داشتن و اصلا نمی تونستن هورمون های استرس خاصی رو تولید کنن، آزمایش کردن. در کمال تعجب، حذف اعصاب و هورمون های استرس جلوی کاهش شدید چربی رو نگرفت. این نشون می ده که مغز از طریق یه روش کاملا متفاوت و از راه جریان خون با این سلول های چربی پایدار ارتباط برقرار می کنه.
آزمایش های بیشتر نشون داد که تزریق مداوم لپتین باعث شده موش ها همزمان دچار قند خون پایین و سطح انسولین پایین بشن. این وضعیت فیزیکی خاص از نظر پزشکی به عنوان «هیپوگلیسمی هیپواینسولینمیک» شناخته می شه.
برای اینکه ببینن آیا این وضعیت فیزیکی مسئول کاهش چربی هست یا نه، دانشمندان گلوله های انسولین رو زیر پوست گروه جدیدی از موش های تحت درمان با لپتین کاشتن. این ایمپلنت مصنوعی، انسولین در حال گردش رو در بدن موش ها به سطح نرمال برگردوند. با بازگردوندن انسولین، چربی پایدار مغز استخوان به طور انتخابی در برابر تجزیه شدن محافظت شد، هرچند چربی های معمولی بدن هنوز از بین می رفتن. این نشون می ده که ترکیب دقیق قند خون پایین و انسولین پایین برای باز کردن قفل این ذخایر چربی سمج ضروریه. این وضعیت بیولوژیکی کلید فعال سازی مسیر جدید چربی سوزی مقاوم است.
شلر به PsyPost گفت: «ما خیلی تعجب کردیم که فعال شدن از دست دادن آدیپوسیت های پایدار توسط مغز، از طریق سیگنال هایی در خون رخ داده و سیستم عصبی محیطی در اون دخالتی نداشته. این با سیستم های عصبی استانداردی که ذخایر چربی سنتی رو تنظیم می کنن، متفاوته.»
مکانیسم بیولوژیکی در مسیر جدید چربی سوزی مقاوم
بعد از اون، دانشمندان با استفاده از تکنیک های پیشرفته تعیین توالی ژنتیکی، ساختار ژنتیکی این سلول های چربی پایدار رو بررسی کردن. اونا فهمیدن که در شرایط عادی، سلول های چربی پایدار سطوح بالایی از پروتئین های خاصی رو تولید می کنن که مثل ترمزهای داخلی عمل می کنن. یکی از ترمزهای اصلی پروتئینی به اسم G0S2 هست که جلوی ماشین آلات سلولی داخلی رو که چربی ذخیره شده رو تجزیه می کنن، می گیره.
وقتی موش ها دچار قند خون پایین و انسولین پایین شدن، تولید این پروتئین G0S2 به طور قابل توجهی کاهش پیدا کرد. حذف این ترمز داخلی به آنزیمی به نام لیپاز تری گلیسیرید چربی اجازه داد تا بالاخره چربی ذخیره شده رو تجزیه کنه. این فرآیند بیولوژیکی به عنوان «لیپولیز» شناخته می شه، که روشیه که بدن چربی های ذخیره شده رو به انرژی قابل استفاده تبدیل می کنه.
محقق ها همین فرآیند رو دقیقا در گروه دیگه ای از موش ها که دچار کاهش وزن شدید ناشی از تومور بودن، مشاهده کردن. اونا سلول های سرطان روده بزرگ رو به موش های بالغ 12 هفته ای تزریق کردن تا یه بیماری تحلیل برنده شدید به نام «کاککسی» ایجاد کنن. در روزهای پایانی پیشرفت سرطان، این موش ها دقیقا همون کاهش قند خون، انسولین و پروتئین G0S2 رو تجربه کردن. این نشون می ده که این مسیر بیولوژیکی که تازه کشف شده، یه پاسخ جهانی به استرس فیزیکی شدیده.
شلر گفت: «در موش ها، فعال شدن مسیرهای کاتابولیک چربی پایدار باعث از دست رفتن کل چربی بدن ظرف 9 روز، بدون کاهش مصرف غذا می شه. در آینده، تنظیم دقیق این اثر می تونه برای اطلاع رسانی در مورد درمان های کاهش چربی و حمایت از ذخیره سازی چربی سالم در بیماران مبتلا به کاککسی و اختلالات تحلیل برنده استفاده بشه. این تحقیق راه را برای توسعه راهکارهای جدید در مسیر جدید چربی سوزی مقاوم هموار می کند.»
در حالی که این یافته ها بینشی در مورد نحوه سوزاندن چربی توسط بدن ارائه می ده، محقق ها هشدار می دن که نباید به این موضوع به عنوان یه استراتژی بالقوه برای کاهش وزن نگاه کرد. این ذخایر چربی پایدار معمولا حمایت مکانیکی و فیزیکی لازم رو برای ساختارهای مهم بدن فراهم می کنن.
تخلیه این سلول های چربی تخصصی خطرناک محسوب می شه. در بیماران انسانی، از دست دادن چربی مغز استخوان با پیامدهای شدیدی مثل شکستگی استخوان همراهه. یکی از سوءتعبیرهای احتمالی این مطالعه اینه که رژیم های غذایی استاندارد می تونن باعث این کاهش چربی شدید بشن، اما محقق ها خاطرنشان می کنن که رژیم گرفتن معمولی شرایط بیولوژیکی شدیدی رو که برای فعال کردن این مسیر لازمه، ایجاد نمی کنه.
این مطالعه عمدتا روی موش ها انجام شده، به این معنی که جدول زمانی دقیق و آستانه های بیوشیمیایی ممکنه در انسان کمی متفاوت باشه. علاوه بر این، سیگنال های دقیق خونی که پس از حذف ترمزهای داخلی با سلول های چربی تعامل دارن، هنوز شناسایی نشدن. دانشمندان بر این باورن که ممکنه چندین فاکتور در گردش خون با هم کار کنن تا فرآیند نهایی تجزیه چربی رو کامل کنن.
دانشمندان امیدوارن که درک این مسیر بیولوژیکی جدید در نهایت به مداخلات پزشکی هدفمند کمک کنه. پزشکان ممکنه با مسدود کردن این مسیر خاص کاهش چربی، بتونن از ذخیره سازی چربی سالم در افراد مبتلا به بیماری های شدید حمایت کنن. این کار در نهایت می تونه نرخ بقا و کیفیت کلی زندگی رو برای این بیماران آسیب پذیر بهبود ببخشه. این هدف نهایی درک مسیر جدید چربی سوزی مقاوم است.
شلر گفت: «تحلیل رفتن یکی از عواقب ناتوان کننده بیماری هایی مثل سرطان، عفونت های مزمن و نارسایی های مرحله نهایی اندام هاست. آتروفی عضلات و چربی می تونه توانایی بیمار رو برای تحمل شیمی درمانی و درمان های لازم کاهش بده و به طور قابل توجهی در از دست دادن جان بیمار نقش داشته باشه. ما امیدواریم از این کار برای کشف نقاط مداخله جدید جهت جلوگیری از کاهش چربی پاتولوژیک و بهبود بقا استفاده کنیم.»
این مطالعه با عنوان «یک مسیر مستقل از کاتکول آمین که لیپولیز آدیپوسیت های سازگار را کنترل می کند» توسط شیائو ژانگ، سریجیت اس. پانیکر، جردن ام. بولینگر، آنوراگ ماجومدار، رامی خیرالدین، لیلا اف. دابیل، کلارا کیم، برایان کلیبوکر، فنگ روی ژانگ، یونگ بین چن، کریستان ال. مگی، برایان اس. لیرمن، آدام کپس، گرچن ای. میر، جون لیو، استیون ای. توماس، عرفان جی. لودهی، اورموند ای. مک دوگالد و اریکا ال. شلر نوشته شده است.
کشف این سازوکار جدید نشان می دهد که بدن انسان دارای لایه های پیچیده ای برای مدیریت انرژی در شرایط بحرانی است. فهم بهتر این مسیرهای بیولوژیکی می تواند به توسعه درمان های اختصاصی برای جلوگیری از تحلیل رفتن بافت ها در بیماری های سخت کمک کرده و درک ما را از نحوه تعامل مغز و اندام های ذخیره انرژی به کلی دگرگون سازد.
Scientists discover a new brain pathway that rapidly depletes diet-resistant body fat
