logo

Пользовательского поиска

Saturday 26th of May 2018

Эволюционная способность снижать температуру тела «устарела»?

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Ожирение
Автор: Administrator   
29.10.2013 14:02

 

ПЭТ-скан мыши, показывающий ее бурый жир (зеленый и красный), активное состояние которого связано с высоким уровнем метаболизма.

 

ПЭТ-скан мыши, показывающий ее бурый жир (зеленый и красный), активное состояние которого связано с высоким уровнем метаболизма. (Фото: Zachary Gerhart-Hines, Daniel Pryma, and Mitch Lazar, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania)

 

 

 

 

 

Температура тела тесно связана с циркадным, или 24-часовым, ритмом, с пиком днем и снижением ночью. Ученым этот факт известен уже почти 300 лет. С эволюционной точки зрения, по их мнению, эта связь, вероятно, давала организму определенные преимущества – позволяла сохранять энергию во время сна, так как поддержание температуры тела выше температуры окружающей среды требует выработки тепла за счет активности обменных процессов. Но не менее важна и способность адаптироваться к изменениям температуры окружающей среды, независимо от времени суток.


Однако механизм, ответственный за координацию циркадного ритма температуры тела и адаптации к изменяющимся условиям внешней среды, оставался неизвестным. Лаборатория Митчелла Лазара (Mitchell Lazar), MD, PhD, директора Института диабета, ожирения и метаболизма (Institute for Diabetes, Obesity, and Metabolism) при Школе медицины Перельмана Университета штата Пенсильвания (Perelman School of Medicine at University of Pennsylvania) объясняет в журнале Nature, как суточный ритм температуры тела синхронизируется с реакцией организма на изменение температуры окружающей среды независимо от времени суток.

«Сегодня мы живем в условиях пищевого изобилия, и большинству людей сохранение калорий в ночное время вряд ли даст какое-либо преимущество», - считает доктор Лазар. «Поэтому, если такой же механизм существует у людей и его можно сделать мишенью, не нанося вреда организму, мы могли бы использовать его для борьбы с ожирением и связанными с ним заболеваниями, такими как диабет и болезни сердца».

Доктор Лазар и его коллеги установили, что в течение суток способность мышей противостоять низким температурам меняется. В 5 часов утра, когда мыши бодрствуют, она проявляется в большей степени, чем в 5 часов вечера, когда эти животные, как правило, спят. Эта ранее неизвестная циркадная восприимчивость к холоду, как оказалось, контролируется белком Rev-erb alpha – молекулярным компонентом биологического часового механизма организма.

Действительно, у генетически модифицированных мышей с отсутствием белка Rev-erb alpha устойчивость к холоду на протяжении суток остается неизменной. Кроме того, они теряют физиологический циркадный ритм температуры тела.

Ученые пришли к выводу, что белок Rev-erb alpha выступает в качестве координационного центра повышения и понижения температуры тела и необходим для установления и поддержания основного ритма ее изменения. В то же время этот центр предоставляет механизмам адаптации возможность реагировать на факторы окружающей среды – в данном случае на непредсказуемые изменения температуры.

Эффекты Rev-erb alpha опосредуются главным образом циркадной регуляцией активности бурой жировой ткани, обычно называемой бурым жиром. Клетки бурого жира, в отличие от клеток белого жира, вырабатывают тепло. В процессе эволюции, по мнению ученых, бурый жир развился у млекопитающих как механизм адаптации к низким температурам. Но его способность к выработке тепла может быть использована и в борьбе с ожирением и диабетом. В отличие от клеток белого жира, запасающих энергию, клетки бурого жира, как полагают, противостоят ожирению, сжигая избыток энергии, запасенной в липидах. Так, клетки бурого жира содержат множество мелких капель липидов и наибольшее из всех типов клеток количество митохондрий, содержащих пигментные цитохромы, связывающие железо, что собственно и делает их бурыми. (Митохондрии – клеточные энергетические центры, вырабатывающие энергию в виде молекул АТФ.)

В условиях холода мыши чувствуют себя значительно лучше рано утром, когда Rev-erb alpha вырабатывается в минимальных количествах, чем в конце дня, когда белок экспрессируется в изобилии: утром температура их тела понижается меньше. Удаление гена Rev-erb-alpha заметно улучшает устойчивость к холоду в 5 часов вечера, указывая на то, что особенность противостоять низким температурам связана с более низким уровнем этого белка.

В частности, в клетках бурого жира включению низкими температурами разобщающего белка 1 (uncoupling protein 1, UCP1) предшествует быстрое подавление Rev-erb alpha. Белок Rev-erb alpha подавляет UCP1 клеточно-автономным образом – эффект наблюдается непосредственно в буром жире, – а не опосредуется нервной системой. У мышей без Rev-erb alpha уровни UCP1 в клетках бурого жира остаются высокими, даже когда окружающая температура остаются постоянной. Таким образом, генетическая потеря Rev-erb alpha отменяет нормальные ритмы температуры тела и активности бурого жира.

Недавнее открытие бурой жировой ткани в организме человека предполагает, что и у нас в основе суточных колебаний температуры тела может лежать тот же механизм. Хотя способность к снижению температуры тела, возможно, давала преимущества для выживания в ходе эволюции за счет запасания энергии, когда пищи не хватало, в наше время более низкая температура тела и, следовательно, более низкий уровень метаболизма и пониженное сжигание накопленных жиров во время сна могут способствовать развитию ожирения. Понимание механизма, снижающего температуру тела ночью, может подсказать ученым способ заставить организм сжигать калории, даже когда мы спим.

 

 

По материалам

Cell Nucleus Protein in Brown Fat Cells Governs Daily Control of Body Temperature

 

Оригинальная статья:

Zachary Gerhart-Hines, Dan Feng, Matthew J. Emmett, Logan J. Everett, Emanuele Loro, Erika R. Briggs, Anne Bugge, Catherine Hou, Christine Ferrara, Patrick Seale, Daniel A. Pryma, Tejvir S. Khurana, Mitchell A. Lazar. The nuclear receptor Rev-erbα controls circadian thermogenic plasticity

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday86
mod_vvisit_counterYesterday511
mod_vvisit_counterThis week3820
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month16310
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3999692

We have: 47 guests, 2 bots online
Your IP: 54.224.91.58
 , 
Today: Май 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.