Kan blokkering av disse immuncellene hjelpe vekttap?
Forskere har avdekket en mekanisme i en gruppe immunceller i tarmen som kan svinge næringsstoffskifte for å favorisere fettlagring fremfor energibruk.
Funnet kan bidra til å forklare hvorfor noen mennesker er slanke til tross for at de har spisevaner som får andre til å gå opp i vekt.
Mekanismen fungerer når intraepiteliale T-celler, som er en type immuncelle som ligger i slimhinnen i tynntarmen, har et aktivt gen for proteinintegrin beta 7.
I en studieoppgave om deres arbeid som nå vises i tidsskriftet Natur, forskere ved Massachusetts General Hospital og Harvard Medical School, begge i Boston, MA, beskriver mus som ikke har disse spesielle cellene som "metabolsk hyperaktive."
Når de satte mus som manglet cellene, på et diett med høyt fett og høyt sukker, utviklet ikke dyrene fedme, høyt blodtrykk, høyt kolesterol, hjertesykdom eller diabetes.
"Etter at du spiser," sier seniorstudieforfatter Filip K. Swirski, Ph.D., lektor i radiologi som også jobber i Center for Systems Biology, "kroppen din kan konvertere energi til varme og brenne den raskt, eller den kan konverter maten til fett og oppbevar den til senere bruk. ”
"Disse cellene, som er kjent for sin funksjon i immunforsvaret, ser også ut til å spille en viktig rolle i det metabolske valget," legger han til.
Metabolisme, fettlagring og energibruk
Biokjemien for hvordan kroppen håndterer næringsstoffer avledet fra matfordøyelsen er kompleks og krever nøyaktig regulering.
Forfatterne refererer til "strategisk posisjonerte metabolske sensorer" som leder næringsstoffer ned på bestemte molekylære veier.
Studien deres identifiserer en vei som prioriterer fettlagring fremfor energiforbruk. En slik funksjon kan bevare helsen ved å sikre at energireserver er tilgjengelige i tider med mangel på mat.
Men for de mange menneskene som i dag lever i samfunn med en overflod av mat med høyt fettinnhold, er det mer sannsynlig at en slik funksjon undergraver helsen enn å støtte den.
Effekt på metabolsk syndrom
I den første delen av studien matet teamet to grupper mus med et normalt kosthold. En gruppe mus (kontrollene) bar genet for integrin beta 7, og deres immunceller kunne derfor lage proteinet. Den andre gruppen hadde ikke genet og manglet derfor proteinet.
Selv om musene som manglet integrin beta 7 spiste mer enn de med proteinet og var like aktive, la de ikke på seg mer.
Da de kjørte metabolske tester på musene, fant forskerne at de uten integrin beta 7 hadde brukt mer mat til energi, noe som antydet at deres "basale metabolisme" fungerte i høyere grad enn kontrollmusene med proteinet.
I tillegg hadde musene som manglet integrin beta 7 bedre glukose og fetttoleranse, hadde lavere nivåer av triglyserider og konverterte mer glukose i brunt fett til energi.
I neste del av studien undersøkte teamet effekten av et diett med høyt fett, høyt sukkerinnhold og høyt natriuminnhold på de to musetyper. Et slikt kosthold kan utløse metabolsk syndrom, som er en klynge av symptomer som øker risikoen for type 2-diabetes og kardiovaskulære tilstander.
På denne dietten utviklet kontrollmusene - det vil si de med integrin beta 7 - fedme og andre symptomer som kjennetegner metabolsk syndrom. De ble nemlig glukoseintolerante og utviklet høyt blodtrykk.
Musene som manglet protein, var derimot slanke og utviklet ikke disse andre symptomene.
Effekt på lipidnivåer
Forskerne testet også effekten av å dempe genet for integrin beta 7 i immunceller fra mus som er disponert for å utvikle høyt kolesterol, noe som er et annet symptom på metabolsk syndrom.
Teamet hadde indusert predisponering for høyt kolesterol ved genetisk å endre musene og ved å mate dem med et høyt kolesterol diett.
Resultatene viste at til tross for at oddsen var stablet mot dem på denne måten, utviklet musene ikke høyt kolesterol; lipidnivået deres holdt seg normalt.
I tillegg, sammenlignet med kolleger med normal produksjon av proteinet i immunceller, viste musene som manglet integrin beta 7 "utskilt mer kolesterol", bedre toleranse for glukose, og utviklet færre kardiovaskulære risikofaktorer, for eksempel færre plakk i arteriene.
Inhiberer frigjøringsveien for insulin
I en siste del av studien identifiserte forskerne intraepiteliale T-celler som det høyeste nivået av integrin beta 7.
De avslørte at cellene utøver sin effekt på stoffskiftet ved å redusere mengden GLP-1, et protein som normalt fremmer metabolisme ved å utløse frigjøring av insulin og bruk av glukose.
Det er fortsatt mye arbeid å gjøre for å finne ut om blokkering av disse cellene hos mennesker kan danne grunnlaget for nye behandlinger for fedme, diabetes og hjerte- og karsykdommer.
Blant problemene som krever nærmere undersøkelse, er nøyaktig hvordan mekanismen fungerer hos mennesker som ser ut til å ha høy metabolisme.
For eksempel, svinger det om dagen? Og hvordan endrer det seg i løpet av en persons levetid?
"Vi snakker ofte om mennesker som har" høyt stoffskifte "og ser ut til å kunne spise hva de vil uten å gå opp i vekt, mens andre sliter med fedme."
Filip K. Swirski, Ph.D.
