У многих людей жир ассоциируется с разными болезнями. Чрезмерные накопления жировых тканей действительно приводят к ожирению, повышающему риск заболеваний сердца, атеросклероза, инсульта, диабета, нарушений работы опорно-двигательного аппарата. Однако организм не может существовать без жиров. Они являются основным компонентом клеточных мембран, необходимы для работы мозга, грают важную роль в процессах выделения тепла, энергии, обмена веществ, выработки некоторых гормонов.
Группа исследователей общественного Университета Восточной Англии (UEA) выявили еще одну полезную функцию жира. Адипоциты, основные клетки жировых тканей, активно участвуют в иммунном ответе на действие вирусов, болезнетворных бактерий, помогают организму бороться с инфекциями. По мнению ученых, это свойство жиров можно использовать при разработках новых препаратов, способов лечения инфекционных заболеваний. Статью о результатах исследований опубликовало британское научное издание Nature Communications.
Открытие ученых UEA
Английские исследователи изучали защитную реакцию организма при заражении сальмонеллой. Этот вид бактерий вызывает сальмонеллез – острое инфекционное заболевание кишечника, сопровождаемое болью в животе, рвотой, сепсисом, диареей. Опыты проводились на лабораторных мышах. Ученых интересовала роль в иммунном ответе на сальмонеллу гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) костного мозга, принимающих участие в образовании крови и лимфы.
Когда патоген попадал в организм животных, деление ГСК ускорялось, они начинали активно создавать лейкоциты – кровяные иммунные клетки для борьбы с инфекцией. Выяснилось, что жиры играют одну из ключевых ролей в этом процессе. Адипоциты определяют болезнетворные бактерии и начинают выделять жирные кислоты в кровь, обеспечивая гемопоэтические клетки энергией.
По словам одного из руководителей исследования доктора Стюарта Рашворта, работа английских ученых позволяет понять, как иммунная система вместе с кровью реагируют на инфекции. Для борьбы с патогеном организму нужен большой объем дополнительной энергии. Как только клетки жировой ткани распознают вирусы, опасные бактерии они начинают действовать синхронно с ГСК. Выделяются кислоты, которые служат топливом для процесса беспрерывной выработки белых кровяных телец. Повышенный уровень иммунных клеток в крови помогает защитной системе справиться с инфекцией, лейкоциты начинают уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Запасы жира снабжают организм необходимой для этого энергией.
Механизм взаимодействия адипоцитов и ГСК
За генерацию тепла и энергии в клетках отвечают митохондрии. Эти сферические или эллипсоидные органеллы являются своего рода энергетическими станциями. Основная функция митохондрий заключается в окислении органических соединений. В результате биохимической реакции при расщеплении жирных кислот выделяется чистая энергия. Она используется для теплообмена, генерирования разных электрических потенциалов, клеточного деления.
При инфицировании подопытных мышей сальмонеллой адипоциты начинали усиленно вырабатывать жирные кислоты, доставка которых митохондриям запускала процесс активного деления стволовых гемопоэтических клеток. Выделяемой при этом энергии хватало для создания количества белых кровяных телец, достаточного для уничтожения вредных бактерий. В то же время у мышей с небольшим запасом жира при заражении сальмонеллой наблюдался дефицит иммунных клеток. Организм не справлялся с инфекцией, животные погибали.
Значение результатов исследования
Работа ученых Университета Восточной Англии позволила получить более полное представление о механизмах иммунного ответа на инфекции. При этом исследователи выяснили роль жиров в борьбе организма с заболеваниями, детали взаимодействия адипоцитов и кроветворных ГСК. По словам Стюарта Рашворта, жировые запасы служат источником энергии, топливом для воспроизводства стволовых, иммунных клеток. Полученные знания послужат ученым импульсом для идей по лечению инфекционных заболеваний, особенно пациентов пожилого возраста, с ослабленным иммунитетом.
В последнее время наблюдается повышение устойчивости вирусов, бактерий к действию антибиотиков. Это серьезная проблема, заставляющая искать способы усиления защитных функций организма. По мнению исследователей, на основе свойств жировых клеток, кислот, их роли в усилении иммунной системы будут разрабатываться новые терапевтические препараты против вирусных, бактериальных заражений.
Раньше авторитетное издание Science сообщало об исследовании по изучению другого механизма защитной реакции, в котором также принимают участие жиры. В ходе этой работы ученые обнаружили, что белки с защитными функциями переносятся в цитоплазме клеток с помощью жировых (липидных) капель. Такие органеллы способны уничтожать патогены и создавать метаболическую среду для защиты здоровых клеток. Это изменило научные представления о липидных каплях – до сих пор считалось, что они служат распространению вирусов и бактерий в организме.