Kan blockering av dessa immunceller hjälpa till med viktminskning?
Forskare har upptäckt en mekanism i en grupp immunceller i tarmen som kan svänga näringsämnesmetabolism för att gynna fettlagring framför energianvändning.
Resultatet kan hjälpa till att förklara varför vissa människor förblir smala trots att de har matvanor som får andra att gå upp i vikt.
Mekanismen fungerar när intraepiteliala T-celler, som är en typ av immunceller som finns i slemhinnan i tunntarmen, har en aktiv gen för proteinintegrin beta 7.
I en studiehandling om deras arbete som nu visas i tidskriften Natur, forskare vid Massachusetts General Hospital och Harvard Medical School, båda i Boston, MA, beskriver möss som inte har just dessa celler som ”metaboliskt hyperaktiva”.
När de satte möss som saknade cellerna på en diet med hög fetthalt och hög socker, utvecklade djuren inte fetma, högt blodtryck, högt kolesterol, hjärtsjukdom eller diabetes.
”När du har ätit”, säger seniorstudieförfattaren Filip K. Swirski, Ph.D., docent i radiologi som också arbetar i Center for Systems Biology, “kan din kropp omvandla energi till värme och bränna den snabbt eller så kan den omvandla maten till fett och förvara den för senare användning. ”
"Dessa celler, som är kända för sin funktion i immunsystemet, verkar också spela en viktig roll i det metaboliska valet", tillägger han.
Metabolism, fettlagring och energianvändning
Biokemi för hur kroppen hanterar näringsämnen som härrör från matsmältningen är komplex och kräver exakt reglering.
Författarna hänvisar till "strategiskt placerade metaboliska sensorer" som riktar näringsämnen ner på särskilda molekylära vägar.
Deras studie identifierar en väg som prioriterar fettlagring framför energianvändning. En sådan funktion kan bevara hälsan genom att se till att energireserver är tillgängliga under tider med livsmedelsbrist.
Men för de många människor som idag lever i samhällen med ett överflöd av livsmedel med högt fettinnehåll, är det mer troligt att en sådan funktion undergräver hälsan än att stödja den.
Effekt på metaboliskt syndrom
I den första delen av studien matade laget två grupper av möss en normal diet. En grupp möss (kontrollerna) bar genen för integrin beta 7, och deras immunceller kunde därför göra proteinet. Den andra gruppen hade inte genen och saknade därför proteinet.
Även om mössen som saknade integrin beta 7 åt mer än de med proteinet och var lika aktiva, lade de inte på sig mer.
När de körde metaboliska tester på mössen fann forskarna att de utan integrin beta 7 hade använt mer mat för energi, vilket tyder på att deras "basala ämnesomsättning" fungerade i högre takt än kontrollmössen med proteinet.
Dessutom hade mössen som saknade integrin beta 7 bättre glukos- och fetttolerans, hade lägre nivåer av triglycerider och omvandlade mer glukos i brunt fett till energi.
I nästa del av studien undersökte teamet effekten av en diet med hög fetthalt, hög sockerhalt och högt natriuminnehåll på de två typerna av möss. En sådan diet kan utlösa metaboliskt syndrom, vilket är ett kluster av symtom som ökar risken för typ 2-diabetes och kardiovaskulära tillstånd.
På denna diet utvecklade kontrollmössen - det vill säga de med integrin beta 7 - fetma och andra symtom som kännetecknar metaboliskt syndrom. De blev nämligen glukosintoleranta och utvecklade högt blodtryck.
Mössen som saknade proteinet förblev å andra sidan smala och utvecklade inte dessa andra symtom.
Effekt på lipidnivåer
Forskarna testade också effekten av att tysta genen för integrin beta 7 i immunceller hos möss som är predisponerade för att utveckla högt kolesterol, vilket är ett annat symptom på metaboliskt syndrom.
Teamet hade inducerat predisposition för högt kolesterol genom att genetiskt förändra mössen och genom att mata dem med en hög kolesterol diet.
Resultaten visade att trots att oddsen staplade mot dem på detta sätt utvecklade mössen inte högt kolesterol; deras lipidnivåer förblev normala.
Dessutom, jämfört med motsvarigheter med normal produktion av proteinet i deras immunceller, visade mössen som saknade integrin beta 7 "utsöndrade mer kolesterol" bättre tolerans för glukos och utvecklade färre kardiovaskulära riskfaktorer, såsom färre plack i artärerna.
Hämmar insulinfrisättningsvägen
I en sista del av studien identifierade forskarna intraepiteliala T-celler som den högsta nivån av integrin beta 7.
De avslöjade att cellerna utövar sin effekt på ämnesomsättningen genom att minska mängden GLP-1, ett protein som normalt främjar ämnesomsättningen genom att utlösa frisättningen av insulin och användningen av glukos.
Det finns fortfarande mycket arbete att göra för att ta reda på om blockering av dessa celler hos människor kan ligga till grund för nya behandlingar för fetma, diabetes och hjärt-kärlsjukdomar.
Bland de frågor som kräver ytterligare undersökning är exakt hur mekanismen fungerar hos människor som verkar ha höga ämnesomsättningshastigheter.
Till exempel varierar det under dagen? Och hur förändras det under en människas livstid?
"Vi talar ofta om människor som har en" hög ämnesomsättning "och verkar kunna äta vad de vill utan att gå upp i vikt, medan andra kämpar med fetma."
Filip K. Swirski, Ph.D.
