Нервные клетки нашли новый способ активировать сжигание жира

Учёные обнаружили, что холод заставляет нейроны изменять окружение жировых клеток и усиливать выработку тепла

Почему жировая ткань может не только запасать, но и расходовать энергию

Жировая ткань обычно ассоциируется с энергетическими запасами. Избыток полученной с пищей энергии организм сохраняет преимущественно в форме триглицеридов, которые при необходимости могут использоваться в качестве топлива.

Однако жировые клетки выполняют разные функции.

Белая жировая ткань преимущественно накапливает энергию. Бурая специализируется на производстве тепла. Существуют также бежевые жировые клетки, которые могут приобретать термогенные свойства внутри белой жировой ткани.

Важнейшую роль в этом процессе играет белок UCP1, расположенный во внутренней мембране митохондрий — клеточных структур, обеспечивающих преобразование энергии.

Обычно митохондрии используют энергию питательных веществ для синтеза АТФ, универсального энергетического носителя клетки. UCP1 позволяет части этой энергии рассеиваться в форме тепла, минуя обычный путь образования АТФ.

Именно поэтому активация бурого и бежевого жира давно привлекает внимание исследователей ожирения.

Теоретически усиление термогенеза может увеличить расход энергии. Но превратить этот биологический механизм в безопасный и эффективный способ лечения ожирения значительно сложнее.

Холод активирует жир через нервную систему — но не только через нейромедиаторы

Когда организм подвергается воздействию холода, симпатическая нервная система помогает поддерживать температуру тела.

Её нервные окончания выделяют норадреналин. Он взаимодействует с адренорецепторами жировых клеток и запускает процессы, связанные с мобилизацией энергетических запасов и усилением термогенеза.

Эта схема хорошо известна.

Но исследователи из Университета Тунцзи и других научных учреждений Китая предположили, что взаимодействие нервной системы с жировой тканью может быть устроено сложнее.

В работе, опубликованной 6 ноября 2026 года в Nature Metabolism, они исследовали отдельные популяции симпатических нейронов, связанных с жировой тканью.

Учёные обнаружили группу клеток, отличавшихся высоким содержанием фермента бета-глюкуронидазы, обозначаемого GUSB.

При воздействии холода эти нейроны выделяли GUSB во внеклеточное пространство.

Именно здесь начинался механизм, который не укладывается в привычное представление о нервной регуляции.

Нейроны не ограничивались передачей сигнала. Они изменяли химическую структуру окружающей ткани, создавая условия для появления дополнительных сигнальных молекул.

Как соединительная ткань превращается в участника термогенеза

Чтобы понять открытие, нужно представить, что жировые клетки не существуют изолированно.

Их окружает внеклеточный матрикс — сложная сеть белков и углеводсодержащих молекул, обеспечивающая структурную поддержку тканей и влияющая на взаимодействие клеток.

Долгое время такой матрикс было удобно представлять прежде всего как своеобразный каркас.

Но его компоненты могут непосредственно участвовать в клеточной сигнализации.

Среди этих компонентов находятся гликозаминогликаны — длинные углеводные цепи, входящие в состав внеклеточного матрикса.

Один из них — хондроитинсульфат.

Исследователи установили, что выделяемая нейронами GUSB участвует в переработке гликозаминогликанов внеклеточного матрикса, способствуя образованию биологически активных фрагментов хондроитинсульфата.

Эти фрагменты взаимодействуют с рецепторами CD97 на поверхности жировых клеток.

Далее усиливаются внутриклеточные сигнальные процессы, связанные с термогенной программой, включая повышение содержания UCP1.

В результате жировая ткань приобретает большую способность расходовать энергию на производство тепла.

Получается последовательность, в которой каждый участник выполняет отдельную функцию:

Холод активирует определённые симпатические нейроны. Нейроны выделяют фермент GUSB. Фермент изменяет внеклеточный матрикс. Из компонентов матрикса образуются сигнальные фрагменты хондроитинсульфата. Они воздействуют на CD97 и усиливают термогенез.

Главное здесь не сам факт образования новых молекул.

Что произошло, когда учёные нарушили этот механизм

Для проверки причинной роли GUSB исследователи использовали экспериментальные модели на самцах мышей.

В одной из моделей они нарушали работу GUSB в соответствующих симпатических нейронах.

После этого способность жировой ткани активировать термогенную программу при воздействии холода снижалась.

В частности, ослабевали молекулярные признаки термогенной активности, связанные с UCP1.

Это позволило установить, что GUSB не просто присутствует рядом с активной жировой тканью, а действительно участвует в её реакции на холод.

Исследователи также воздействовали на отдельные звенья обнаруженного сигнального пути.

Введение хондроитинсульфата в экспериментальных моделях усиливало термогенную активность жировой ткани.

Более того, у мышей, получавших рацион с высоким содержанием жиров, такое воздействие уменьшало выраженность развивавшегося ожирения.

Это существенно усиливает значение результата.

Учёные не ограничились наблюдением связи между определёнными нейронами и термогенезом. Они показали, что нарушение нового пути ослабляет термогенную реакцию, а воздействие на его последующие звенья способно усиливать её в экспериментальных условиях.

Однако уменьшение ожирения у лабораторных мышей ещё не означает, что аналогичный подход окажется эффективным у человека.

Почему хондроитинсульфат оказался самым неожиданным участником открытия

Название этого вещества многим знакомо.

Хондроитинсульфат входит в состав соединительных тканей и широко используется в средствах и пищевых добавках, предназначенных для поддержки суставов.

Поэтому его участие в регуляции расхода энергии выглядит необычно.

Но здесь важно различать несколько принципиально разных ситуаций.

В исследовании речь идёт о биологически активных фрагментах хондроитинсульфата, возникающих в определённом тканевом окружении, а также об экспериментальном воздействии на этот сигнальный путь.

Обычный пероральный приём пищевой добавки — совершенно другая ситуация.

После попадания в пищеварительную систему вещество проходит процессы, влияющие на его доступность, распределение и дальнейшее использование организмом.

Нет оснований считать, что приём стандартной добавки обеспечит образование необходимых сигнальных фрагментов непосредственно в жировой ткани и активацию рецепторов CD97 в требуемой степени.

Исследование не продемонстрировало, что хондроитинсульфат в составе потребительских препаратов или добавок способствует снижению массы тела у людей.

Это различие особенно важно, поскольку одинаковое название вещества не гарантирует одинакового биологического действия при разных способах введения, дозах и условиях воздействия.

Есть ли признаки существования этого механизма у человека

Авторы не ограничились экспериментами на мышах.

Они также проанализировали генетические данные человека и выявили варианты, связанные с регуляцией гена GUSB и ассоциированные с ожирением.

Дополнительные лабораторные эксперименты позволили исследовать, как некоторые генетические изменения могут влиять на активность этого гена.

Такие результаты представляют интерес, поскольку позволяют предположить, что обнаруженный сигнальный путь может иметь значение не только для мышиного метаболизма.

Но генетическая ассоциация не равнозначна доказанному механизму развития заболевания.

Даже если определённый вариант ДНК статистически связан с ожирением и влияет на активность гена в лабораторной системе, необходимо отдельно установить его последствия для обмена веществ в организме человека.

Особенно существенно, что основные физиологические эксперименты нового исследования проводились на самцах мышей.

Работа не позволяет автоматически переносить полученные результаты на самок животных, а тем более на женщин и мужчин.

Не установлено также, насколько велик вклад обнаруженного пути в общий расход энергии человека и может ли его целенаправленная активация обеспечить клинически значимое снижение массы тела.

Почему открытие интересно для разработки препаратов против ожирения

Современные подходы к фармакотерапии ожирения в значительной степени связаны с регуляцией аппетита, насыщения и потребления пищи.

Новый механизм обращает внимание на другую сторону энергетического баланса — расход энергии.

Возможность влиять на термогенез давно рассматривается как одно из направлений метаболической терапии.

Однако активация симпатической нервной системы в целом может сопровождаться нежелательными эффектами со стороны сердечно-сосудистой системы и других органов.

Поэтому особенно интересны механизмы, позволяющие воздействовать на отдельные процессы непосредственно в жировой ткани.

Обнаруженный путь GUSB — хондроитинсульфат — CD97 потенциально предлагает несколько точек для дальнейшего изучения.

Исследователям предстоит выяснить, насколько специфично можно управлять этими процессами, не нарушая другие функции внеклеточного матрикса и клеточных рецепторов.

Необходимо также проверить, существует ли сопоставимый механизм у человека, насколько он активен при ожирении и можно ли безопасно изменять его работу на протяжении длительного времени.

Отдельного изучения потребует влияние возраста, пола и метаболического состояния на активность обнаруженного сигнального пути.

Пока это не готовая терапевтическая технология, а фундаментальное открытие, позволяющее искать новые направления разработки лекарственных средств.