Первоочередной задачей было понять, как именно работает бурый жир. Поскольку его наличие у человека обнаружили совсем недавно, об основных принципах его действия имелись по большей части несколько смутные представления. Однако в общих чертах процесс казался довольно простым. Как только нервные клетки кожи определяют, что снаружи холодно, они по цепочке нейронов, ведущих к вегетативным центрам мозга, направляют химический сигнал о подготовке к разогреванию организма. У мозга есть несколько возможных вариантов, как поступить с этой информацией. Он может попросту проигнорировать этот сигнал, рассчитывая, что запасов белого жира в организме достаточно для теплоизоляции, а поскольку реальной угрозы нет, мозг ничего не предпринимает. Еще мозг может заставить работать отдельные мышцы — вы задрожите, и организм механически разогреется. Кроме того, мозг может ускорить обмен веществ, и бурый жир начнет поглощать белый жир из запасов, сжигая его и преобразуя в тепловую энергию. Или же он запустит все три механизма одновременно.
Чувствительные нервы передают сигналы в мозг, но есть еще и сознательная составляющая. Когда вы чувствуете холод, то ощущаете легкий озноб, из-за чего сознание может опередить вегетативные реакции, и вы начнете двигаться, включите обогреватель или наденете что-нибудь. В любом случае за какие-то минуты все сигналы и ощущения выливаются в последовательный выброс гормонов и нейромедиаторов, которые циркулируют от кожи к мозгу, запуская тот или иной вариант разогревания организма.
Теоретически лекарство может напрямую активировать бурый жир, имитируя определенный нейромедиатор, который химическим путем отправляется из мозга и активизирует бурую жировую ткань. Человеку нужно просто принять таблетку или сделать укол, не испытывая никакого дискомфорта, какой бывает при воздействии холода, — и его организм начинает сжигать обычный белый жир.
Загвоздка в том, чтобы определить правильную последовательность нейромедиаторов и химические пути их распространения. Одна компания из Бостона планирует создать особую линию стволовых клеток, которые будут превращать клетки белого жира в клетки бурого, так что в организме пациентов окажется достаточно бурой жировой ткани, чтобы способствовать пассивному термогенезу. А в одной хьюстонской компании уверены, что у них есть многообещающий вариант такого лекарства, которое будет имитировать действие подходящего нейромедиатора и активизировать бурую жировую ткань. А вот исследователи из района залива Сан-Франциско обнаружили, что в определенных условиях окружающей среды организм пока неизученным путем запускает процесс «побурения» белого жира (точнее, придает ему оттенок хаки).
Некоторые из недавно полученных результатов особенно поражают. Кевин Филлипс, доктор наук, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии Бэйлорского медицинского колледжа, начал размышлять, как же грызунам, в отличие от других животных, удается при подготовке к спячке преобразовывать запасы белого жира в бурый. Филлипсу и его коллегам было известно, что из-за гиперактивности щитовидной железы людям становится тяжелее переносить жару, тогда как при ее гипоактивности люди становятся особо восприимчивыми к холоду. Он задумался: быть может, в щитовидной железе-то и кроется загадка активизации бурого жира. Он получил синтетический тироидный гормон, GC-1, который должен вырабатывать в буром жире белок UCP1. Этот белок — крайне важный элемент, благодаря которому бурая жировая ткань расщепляет клетки белого жира, преобразуя их в тепло. Филлипс взял мышей, генетически запрограммированных на ожирение (по-видимому, в научно-исследовательских лабораториях можно запросто разжиться специально выведенными мышами, отвечающими каким угодно условиям), и половине из них ввел экспериментальный препарат. Через 20 дней мыши, получившие дозу GC-1, потеряли почти половину запасов белого жира, тогда как контрольная группа даже набрала вес. Чтобы наглядно продемонстрировать изменения, в ноябрьском выпуске Cell Reports за 2015 год он опубликовал фотографии, на которых рядом с печального вида толстым комком шерсти с распластавшимся по белому столу животом была запечатлена подтянутая мышь, почти вдвое меньше своей товарки.
Эти две генетически идентичные мыши несколько дней находились в холодном помещении. Мышь слева получила препарат GC-1, который стимулирует образование бурого жира и активизирует его. Мышь справа относится к контрольной группе. Результаты говорят о том, что бурый жир — возможно, ключевой фактор снижения веса. (Фото: Кевин Филлипс)
Помимо поразительной потери веса мыши с активной бурой жировой тканью обладали врожденной устойчивостью к холоду, тогда как у контрольной группы такой способности не было. В ходе теста на холодоустойчивость Филлипс, поместив обе группы мышей в охлаждаемую до 4 °C клетку, измерил у них температуру тела. Через восемь часов у контрольной группы с ожирением температура упала до смертельно низкой, характерной для гипотермии. Мыши, получившие дозу GC-1, продержались 15 часов, не проявляя никаких признаков усталости. Филлипс опубликовал эти результаты в издании Cell Reports, а затем в ведущих средствах массовой информации, вызвав большую шумиху: ведь он открыл препарат, который, возможно, вскоре прославит бурый жир и станет просто волшебной таблеткой. Он планирует продолжить исследования на низших приматах, а если они окажутся успешными, то и на людях.
Когда-нибудь с помощью одной таблетки вполне можно будет изменить свой организм так, что он будет вырабатывать массу бурого жира, но все же не стоит торопиться, объявляя ее лекарством от всех болезней современного мира. Любой препарат, даже тщательно разработанный лучшими учеными планеты, — это в лучшем случае громоздкий механизм клеточно-специфической доставки. Передающие цепочки в нервной системе немного схожи с пазлом в том, что один нейрон активирует соседний, выделяя определенное химическое вещество непосредственно в пространство между ними. Это пространство называется синапсом, и, для того чтобы запустить запрограммированный биологический процесс, эта процедура повторяется миллионы раз подряд.
С помощью лекарств можно попытаться взломать эту цепочку, заполонив весь организм потоком синтетических гормонов, которые принимают правильную химическую форму, но входят в цепочку в неправильном порядке. К сожалению, в распоряжении организма лишь ограниченное число рецепторов и форм, и тот же белок или нейромедитор, предназначенный, скажем, для активизации бурого жира, может иметь также чрезвычайно большое значение для протекания совершенно иных процессов в другой части тела. Обычно дефицит химических форм не представляет проблемы, потому что пути их распространения не пересекаются и активируются по отдельности. Но когда лекарство вносит в кровообращение негативную молекулу, невозможно предсказать, где она окажется. Она, конечно, может отыскать нужное место на пути к бурой жировой ткани, однако вероятно и то, что молекула прикрепится в другом месте, нарушая процесс. Другими словами, у всех лекарственных препаратов есть побочные эффекты. Лекарственный подход — это в каком-то смысле попытка стрелять из пушки по воробьям. Разумеется, воробья можно убить и из пушки, но, кто знает, кого еще зацепит снарядом.
