Rijke, stimulerende omgevingen zetten wit vet om in bruin en helpen bij het weerstaan ??van obesitas

Labmuizen die in een rijke, stimulerende omgeving leven, worden niet zwaarlijvig als ze een onbeperkte voedselvoorziening krijgen omdat een hersenstof die neurotrofische factor wordt genoemd, energieopslagende witte vetcellen omzet in energetisch verbrandende bruine vetcellen. De wetenschappers die het biologische mechanisme ontdekten dat dit conversieproces inschakelt, geloven dat dit de deur opent naar nieuwe behandelingen voor obesitas.
Ze schrijven over hun ontdekking in het septembernummer van het tijdschrift Celstofwisseling.
Onder leiding van dr. Matthew J. During, hoogleraar neurowetenschappen, neurologische chirurgie en moleculaire virologie, immunologie en medische genetica aan het Ohio State University Medical Center, ontdekten de onderzoekers dat de trigger een biologische route inschakelt die begint in de hypothalamus, een een deel van de hersenen dat helpt bij het reguleren van de energiebalans en eindigt in witte vetcellen.
Tijdens de pers verteld dat:
"Een van de heilige grillen van obesitas therapie is om te begrijpen hoe wit vet kan worden omgezet in bruin vet, en deze studie beschrijft een nieuwe manier om precies dat te doen."
"Onze bevindingen suggereren dat we deze transformatie mogelijk kunnen induceren door onze levensstijl aan te passen of door deze hersenvette weg farmacologisch te activeren," voegde hij eraan toe.
Het pad wordt de hypothalamus-adipocyt-as genoemd en tijdens en vonden collega's ook dat het de groei van bruinachtige vetcellen in depots van wit vet stimuleert.
De as werd actief toen ze labmuizen in een verrijkte omgeving plaatsten, met een stimulerende verscheidenheid aan sociale en fysieke uitdagingen.
Dr. Lei Cao, assistent-professor moleculaire virologie, immunologie en medische genetica, is hoofd en overeenkomstige auteur van de studie. Ze zei dat obesitas het gevolg is van een chronisch energiesurplus opgeslagen als lipide in wit vet.
"Het verhogen van de output van energie is altijd aantrekkelijk voor obesitasbehandeling, dat is waarom de ontdekking van bruin vet bij volwassen mensen een paar jaar geleden veel opwinding veroorzaakte," zei Cao, maar tot deze studie was de enige manier waarop we wisten hoe we bruin vet konden induceren was door blootstelling aan chronische verkoudheid.
"Ons onderzoek onthult een nieuwe manier om dit te doen zonder blootstelling aan koude," legde ze uit:
"We laten zien dat dieren in een verrijkte omgeving mager en resistent worden tegen obesitas veroorzaakt door voeding, zelfs in de aanwezigheid van onbeperkt voedsel."
Vorig jaar publiceerden Cao en collega's een paper in Cel die beschreef hoe verrijkende omgeving op zichzelf de groei van kanker bij dieren stopte. En daarvoor hadden ze ook bewijs gepubliceerd dat muizen die in fysiek en sociaal meer complexe huizen wonen, een betere gezondheid van de hersenen hebben, meer geheugen en meer leren.
Tijdens het doen van die studies merkten ze dat de muizen in de rijkere omgevingen ook slanker waren dan die in standaard laboratoriumcontainers, ook al werden ze gevoed met dezelfde, onbeperkte diëten.
Dus besloten ze om de lichaamsvettypen van de muizen in deze twee omgevingen te vergelijken.
Voor zover wij weten, hebben zoogdieren twee soorten vetweefsel: wit en bruin vetweefsel (respectievelijk WAT en BAT). WAT en BAT verschillen op minstens drie manieren. Ze doen verschillende dingen, ze hebben een andere moleculaire chemie en ze hebben verschillende structuren.
VETTE verbrandt energie als warmte en helpt bij het reguleren van de lichaamstemperatuur en het lichaamsgewicht. Het is recentelijk een potentieel doelwit geworden voor de behandeling van obesitas omdat PET-scans aantonen dat BAT-afgiften kunnen worden geactiveerd als reactie op verkoudheid, schrijven de onderzoekers in hun achtergrondinformatie.
WAT neemt overtollige energie op en werd eerder beschouwd als een passief orgaan dat niet veel deed behalve alleen warmteopslag, isolatie en demping. Maar recentere studies hebben aangetoond dat WAT veelzijdiger en complexer is dan we dachten en is zeer adaptief voor externe stimuli. En wetenschappers hebben ook BAT-achtige cellen ontdekt in depots van WAT-cellen bij knaagdieren en mensen: wit vet dat bruine vetachtige cellen verbergt.
Deze verborgen BAT-achtige cellen worden "bruin-in-witte cellen" of "brite cellen" of beige cellen genoemd. En hoewel we er nog steeds weinig van afweten, is het bekend dat deze energie-verbrandende cellen in WAT nog vruchtbaarder worden wanneer ze worden blootgesteld aan langdurige perioden van kou en andere stimuli.
Dus voor deze studie gebruikten de onderzoekers verzamelde gegevens toen ze 15 tot 20 muizen hadden in grote dozen die waren uitgerust met loopwielen, houten speelgoed, tunnels, een doolhof, nestmateriaal en een onbeperkte hoeveelheid voedsel en water.
En ze hadden ook controlemuizen in kleine groepen van 5, gehuisvest in standaard laboratoriumcontainers, zonder speelgoed, maar met dezelfde onbeperkte hoeveelheid voedsel en water.
Dit is wat de data toonden:

• Dieren in de verrijkte omgeving vertoonden een significante afname van de WAT in de buik (bijna de helft van die van de controles).


• Alleen al het draaien in een wiel verklaarde de veranderingen in lichaamssamenstelling en metabolisme van de dieren in de verrijkte containers niet.


• Wanneer ze een vetrijk dieet kregen, gaven de dieren in de verrijkte omgevingen 29% minder gewicht aan dan controlemuizen en bleven ze mager, zonder verandering in de voedselinname.


• De muizen in de verrijkte omgeving hadden ook hogere lichaamstemperaturen dan de controles, wat suggereert dat het een hogere energieopbrengst was die hen hielp om zich te verzetten tegen overgewicht, niet tegen eetlustonderdrukking.

De onderzoekers suggereren dat de verrijkte omgeving ertoe heeft geleid dat de muizen meer van een eiwit hebben dat de van de hersenen afkomstige neurotrofe factor (BDNF) wordt genoemd en dat is gemaakt in de hypothalamus. Hogere niveaus van BDNF activeren genen die specifiek zijn voor bruin vet zoals Prdm16 en Ucp1, en onderdrukken genen van wit vet zoals Resn.
Het blokkeren van BDNF lijkt echter dit "bruin wordende" effect om te keren.
De auteurs suggereren dat hun bevindingen aantonen dat leven in een rijke omgeving de muizen beschermde tegen obesitas door wit vet in bruin vet te veranderen. Dit gebeurde via de hypothalamus-sympathoneurale adipocyt-asroute die de hypothalamus stimuleerde om BDNF te verhogen, wat op zijn beurt de sympatische zenuwuitstoot naar wit vet verhoogde, wat resulteerde in het "bruin worden" van het witte vet en het verbranden van opgeslagen energie.
Het team is nu van plan om uit te zoeken welke elementen van omgevingsverrijking essentieel zijn voor dit "bruin wordende" effect: is het de sensorische, motorische, cognitieve of sociale stimulatie, of misschien een beetje van elk?
Geschreven door Catharine Paddock PhD