Vi har to typer fettvev, og de har helt forskjellige oppgaver.

Vi har to typer fettvev, hvitt fettvev og brunt fettvev. Det hvite fettvevet er vårt lager av fett. Det er med andre ord vårt energilager. Alle har noe av dette, men fete folk har mye av det. Det meste av det hvite fettvevet er lokalisert til underhuden og i bukhulen rundt innvollene. Dersom vi spiser mindre enn vi trenger til vår daglige aktivitet, vil vi mobilisere energi ved at fettsyrer fra fettvevet frigjøres. Fettsyrene kan brukes til alle slags aktiviteter, men det meste går til muskulaturens stadige aktivitet.

Det brune fettvevet har en annen funksjon, det skal skaffe varme ved at det forbrenner fettsyrer, og forbrenningen skjer i selve det brune fettvevet. Det brune fettvevet er en slags varmeovn, og det som brukes til brennstoff, er fett. Nyfødte har ganske meget av det brune fettvevet. Det mest ligger rundt på halsen, og er antagelig plassert her for å varme opp blodet som skal til hjernen. Etter spedbarnsalderen tilbakedannes mesteparten av det brune fettvevet hos mennesker, men det kan reaktiveres ved at primitive, glatte muskelceller ved behov omdannes til brune fettceller.

Forbrenningen av fettsyrer i det brune fettvevet skaper varme. En har beregnet at omlag 50 gram brunt fettvev, som er i full aktivitet, kan forbrenne flere gram fett om dagen. Dersom en kunne få brunt fettvev i full aktivitet, ville det kunne være en måte å bli kvitt fett på. Folk som har lite fett på kroppen, har adskillig mer brunt fettvev en fete mennesker. Ved å øke det brune fettvevet med 50 gram hos en person, vil forbrenningen av fettet her kunne føre til et vekttap på 5 til 10 kg fett i året.

Omdannelsen av primitive, glatte muskelceller til brune fettvevceller påvirkes av stoffer som styrer celledifferensieringen. Slike stoffer påvirker regulatoriske elementer i cellekjernen. Flere av disse stoffene er laget av vitamin A, som egentlig heter retinol. Retinol omdannes i kroppen blant annet til retinsyre. Det er et stoff som regulerer en rekke prosesser i våre celler. Retinsyren og stoffer som likner på den, binder seg til en retinsyre-reseptor i cellekjernen. Denne bindingen fører til en rekke endringer i cellenes aktiviteter. Det er faktisk slik det meste av retinol utfører sin aktivitet som vitamin.

Nå har en forskningsgruppe (1) fra Stanford University i USA funnet ut at et syntetisk stoff, som kjemisk likner på retinol , Bexarotene, kan omdanne primitive, glatte muskelceller til brune fettvevceller. Disse forsøkene er gjort hos mus. Ved å gi musene Bexarotene, slik at brunt fettvev ble dannet fra muskelceller, ble musenes fettdepoter betraktelig mindre. Musene gikk ned i vekt.

Bexarotene har en rekke uheldige bivirkninger, og kan nok ikke brukes som slankemiddel hos mennesker. Men ved at man nå har funnet et stoff som kan øke forbrenningen av fett hos forsøksdyr, er man kommet på sporet etter noe som etter hvert kan bli til et medikament, og som kanskje kan brukes i behandlingen av overvekt hos mennesker.

 

  1. Nie og medarbeidere: Brown Adipogenic Reprogramming Induced by a Small Molecule. In Cell Reports.18:624–635, 17 January 2017.

 

Hilsen

Kaare R. Norum

Tarmbakterienes betydning for energiregulering og tilvenning til kulde.

I de siste årene har det blitt stor oppmerksomhet og mer forskning om tarmbakterienes betydning for viktige fysiologiske reguleringsmekanismer.  Det har vært fremsatt en rekke forslag og hypoteser om hvilken rolle tarmbakteriene har for vertkroppens vektregulering, insulinfølsomhet og sukkersyke.

Senhøstes i år publiserte Mirko Trajkovski og medarbeidere fra University of Geneva en interessent artikkel i Nature Medicine (1). De fant at ved å fjerne tarmens bakterier ved hjelp av antibiotika, endret store deler av det hvite fettvevet funksjon. Det ble mer aktivt i forbrenning av fett, og førte til at forsøksdyrene tok av i vekt. Fettvevet ble brunere. Det kom av at fettcellene inneholdt mer mitochondrier, som er cellenes forbrenningsorganeller og styrer cellenes energiomsetning.

En ny og meget viktig og aktuell vitenskapelig artikkel ble av den samme forskergruppen nylig offentliggjort i det prestisjetunge tidsskriftet Cell (2). De har undersøkt hvordan tarmbakterienes sammensetning er avhengig av kulde og energitilførsel, og hvordan bakteriefloraen endrer seg under ulike temperaturforhold.

En forskergruppe fra Göteborg, underledelse av Fredrick Bäckhed (3), har tidligere vist at tarmens bakterieflora kan påvirke kroppens energibalanse. Men de fysiologiske mekanismer og morfologiske endringer som regulerer energibalansen har vært lite kjent, før artikkelen til Trajkovsky og medarbeidere ble publisert.

Når mus utsettes for kulde, går de ned i vekt fordi kroppsfettet brukes i langt større grad til forbrenning, slik at kroppstemperaturen opprettholdes. Men når musene har vært lenge i kulda legger de på seg igjen. De har adaptert seg til det kalde miljøet. Hva skyldes denne omleggingen av  musenes stoffskifte og energiomsetning?

Den sveitsiske forskergruppen viser at når mus utsettes for kulde, fører det til en markert endring sammensetningen av musenes tarmbakterier. De kaller denne kuldepåvirkede bakteriesammensetning i tarmene for «kulde-mikrobiota». Ved å tilføre «kulde- mikrobiota» til sterile mus, som altså ikke hadde noen bakterier i tarmene sine, endres disse musenes følsomhet overfor insulin, og fører til at musene tåler kulde bedre. Det gjør de ved å omdanne noe av sitt vanlige lyse fettvev til noe brunere fettvev. Det brune fettvevet har en økt forbrenning av fett, og dette fører til at musene går ned i vekt, og musene tåler det kalde klima bedre. Etter en tid bygges fettvevet opp igjen. Det kommer av adaptive endringer i tarmen.

TaGraphical_Abstract_Chevalier_Stojanovicrmen blir lengre og tarmtottene vokser, slik at absorpsjonen av næringsstoffer fra tarmen blir mer effektiv. Den mer effektive tarmfunksjonen henger sammen med at bakterietypene i tarmen har blitt endret. Det har blitt meget mindre av en bakterie som kalles Akkermancia muciniphilia.  Den bakterien påvirker på en eller annen måte tarmenes struktur, og derved blir oppsugingen av næringsstoffer fra tarmen redusert. Dersom forskerne nå fører denne bakterien igjen i musene, vil de gå ned i vekt.

Endringene i tarmenes oppbygging og bakteriene som oppholder seg der, er skjematisk tegnet i figuren, som er kopiert fra artikkelen i Cell.

Hva som gjør at denne spesielle tarmbakterien påvirker tarmens lengde og tarmtottenes effektivitet er ukjent. De omtalte studiene er foretatt i mus, og det kan være at mennesker og deres tarmbakterier reagerer annerledes enn hos mus.

Men det er interessent at fete mennesker synes å ha mindre av bakterien Akkermansia muciniphila i sine tarmer. Vil en økt tilførsel av denne bakterien være en måte å hjelpe overvektige og fete mennesker til å gå ned i vekt?  Forskerne fra Sveits vil nok i tiden som kommer undersøke dette. Følg med!

Denne bloggen er kanskje den siste før julefeiringen starter for alvor. Temaet om fett og tarm er ganske aktuelt i julebordsesongen!

Hilsen

Kaare R. Norum,

som ønsker mine lesere en god jul og takker for at dere følger min blogg!

 

(1)Microbiota depletion promotes browning of white adipose tissue and reduces obesity.

Suárez-Zamorano NFabbiano SChevalier CStojanović OColin DJStevanović AVeyrat-Durebex CTarallo VRigo DGermain S3,Ilievska M4Montet XSeimbille YHapfelmeier STrajkovski M :  Nat Med. 2015 Dec;21(12):1497-501. doi: 10.1038/nm.3994. Epub 2015 Nov 16.

(2) Gut Microbiota Orchestrates Energy Homeostasis during Cold.

Chevalier CStojanović OColin DJSuarez-Zamorano NTarallo VVeyrat-Durebex CRigo DFabbiano SStevanović AHagemann SMontet X,Seimbille YZamboni NHapfelmeier STrajkovski M : Cell. 2015 Dec 3;163(6):1360-74. doi: 10.1016/j.cell.2015.11.004.

 

(3) The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Bäckhed F et al: Proc. Natl. Acad. Sci.USA; 101, 15718-23. 2004

 

 

Darwin i praksis: mennesker endrer sine gener på grunn av levevilkår.

Menneskehetens gener endrer seg langsomt og sikkert, og som oftest er endringene noe som fører til noe fordelaktig. Et gammelt eksempel er at samfunn som for en stor del er avhengig av melkeprodukter i det daglige kostholdet, har utviklet en toleranse for melkesukker, også kalt laktose. Befolkninger som er laktosetolerante finner vi i Skandinavia og blant masaier på Afrika høysletter. Det er befolkninger som i lange tider har brukt melk i kostholdet og derfor tåler de nå laktose.

Jeg omtalte i en blogg tidligere i år en genetisk endring i den opprinnelige befolkning i Alaska. Nesten halvparten av inuittene i Alaska hadde en mutasjon i det genet som styrer dannelsen av ett viktig enzym i kroppens fettomsetning.

En nylig publikasjon i tidsskriftet Science forteller oss om andre genetiske endringer i den arktiske befolkningen. En stor dansk forskningsgruppe har utført inngående genetiske analyser av inuitter på Grønland (1) Den opprinnelige befolkningen av inuitter på Grønland har levd meget lenge under ganske ekstreme forhold, både hva gjelder klima og kosthold, og dette har ført til genetiske endringer som har hjulpet befolkningen til å tilpasse seg. Inuittene har levd på Grønland i over tusen år. Men før det levde de i andre arktiske strøk i flere tusen år. Det er derfor ikke overraskende at denne befolkningen viser tegn til adapsjon til kulde og et kosthold med mye flerumettet fett.

Inuittene har i meget lang tid levd på mat som har vært dominert av flerumettet fett og proteiner. De har nemlig hatt et kosthold som vesentlig er bygget på produkter fra fisk, sel og hval. Dette er også et kosthold som inneholder lite karbohydrater, noe som antagelig hos inuittene har ført til en endring i et gen, kalt TBC1D4, som har med opptaket av glukose å gjøre (2). Men kunnskap om hvordan mennesker adapterer seg til kulde og et fettrikt kosthold har til nå vært lite undersøkt.

Ved hjelp av moderne genetisk analyseteknikk fant danskene at det var store endringer i gener lokalisert til kromosom nr. 11. Endringene var blant andre i gener som har avgjørende betydning for viktige enzymer i omsetningen av flerumettede fettsyrer. De genetiske endringene førte til en økning av enzymer som forlenget de flerumettede fettsyrene til metabolsk aktive substanser, noe som er en fordel: de beskytter mot hjerte- og karsykdommer.

En annen endring ble funnet i gener som styrer utvikling av brunt fettvev. Det brune fettvevet er meget aktivt i omsetning av fett, og denne omsetningen fører til at det brune fettvevet skaper varme. En kan derfor si at denne genetiske endringen hos inuittene er med på å forklare at de klarer seg så bra i det kalde arktiske klimaet, med det brune fettvevet har de sin egen, interne varmekilde.

Funnene hos den arktiske befolkningen er et godt eksempel på Darwins evolusjonslære: en genetisk forandring som fører til bedre livsvilkår og overlevelse vil over tid føre til en varig endring i arvematerialet.

  1. Science. 2015 Sep 18;349(6254):1343-7. doi: 10.1126/science.aab2319. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation..Fumagalli M1, Moltke I2, Grarup N3, Racimo F4, Bjerregaard P5, Jørgensen ME6, Korneliussen TS7, Gerbault P8, Skotte L2, Linneberg A9, Christensen C10,Brandslund I11, Jørgensen T12, Huerta-Sánchez E13, Schmidt EB14, Pedersen O3, Hansen T15, Albrechtsen A16, Nielsen R17.
  2. Nature. 2014 Aug 14;512(7513):190-3. doi: 10.1038/nature13425. Epub 2014 Jun 18. A common Greenlandic TBC1D4 variant confers muscle insulin resistance and type 2 diabetes.

Med hilsen

Kaare R. Norum