COOLna

Problematické se už nepovažuje pouze samo množství tuku v  těle – konkrétně druhu, jemuž se říká bílý a který skutečně slouží jako energetická zásobárna –, ale nebezpečné jsou změny ve fungování bílé tukové tkáně, k nimž dochází právě při velké nadváze. Ve svě­tle objevů se dnes totiž na tukovou tkáň pohlíží jako na metabolicky velmi aktivní orgán s vnitřní sekrecí (neboli endokrinní orgán). Produkuje celou řadu látek podílejících se na ukládání a mobilizaci energetických zdrojů uvnitř tukových buněk, ale také hormony vyplavované do krve, které plní řadu úkolů. Mají vliv na energetickou rovnováhu organismu, ovlivňují metabolismus a citlivost tkání na inzulin, ale
i zánětlivé procesy, pozměňují imunitní odpověď organismu, jejich účinky mohou působit dokonce i na nádorové bujení či kardiovaskulární choroby.
Klíčovým krokem k  poznání, že bílá tuková tkáň plní důležitou úlohu pro vylučování nezbytných hormonů, byl objev jednoho z  nich – tzv. adiponektinu, k  němuž významně přispěl Philipp Scherer z  University of Texas Southwestern Medical Center v  USA.
Adiponektin pomáhá mj. regulovat
hladinu glukózy a odbourávat mastné kyseliny.

Philipp Scherer neváhal označit tukovou tkáň doslova za chemickou továrnu v našem těle, cemuž od počátku napovídala klinická pozorování: „Kupříkladu víme, že lidé trpící patologickým úbytkem tukové tká­ně ve specifických částech těla mají asi nejzávažnější typ inzulinové rezistence a enormně ztučnělá játra. Už to samo o sobě vypovídá o velkém významu tukové buňky.“

Tukové buňky nepředstavují pouze zásobárnu tuků, která může při nedostatečné kapacitě „přetéct“, ale že produkují různé látky bílkovinové povahy, některé
ve velmi vysokém množství, jež se vzá­jemně ovlivňují s buňkami jiných typů a tvoří součást celé složité komunikační osy. Upozorňuje navíc, že v tukové tkáni nejsou pouze tukové buňky neboli adipocyty – ty v ní tvoří jen asi polovinu. Druhou polovinu představují převážně buňky imunitní, dále endoteliální, tvo­řící výstelku cév, a nervové buňky, jelikož tuková tkáň je také bohatě protkána nervovými vlákny. „Nachází se v ní tedy mnoho typů buněk, jež se navzájem ovlivňují a společně, jako tkáň, hrají dů­ležitou systémovou roli, kterou začíná­me víc a víc oceňovat.“
Mezi řadou biologicky aktivních lá­tek produkovaných tukovými buňkami je už zmíněný hormon adiponektin, který Philipp Scherer objevil. Jeho roli v našem těle prý nejlépe pochopíme, když se na tukovou buňku podívá­me jako na jednotku, která v  období hladovění nebo při zvýšené spotřebě energie štěpí tuky na glycerol a volné mastné kyseliny. Ty se dopravují krevní plazmou až do cílových tkání, které je využijí jako zdroj energie. „Jakmile se v organismu zvýší množství volných mastných kyselin, v  ideálním případě se využijí – spálí. Mohou se ale též znovu uložit, nebo se změní na látky, jimž říkáme lipotoxický mezičlánek. Sem patří i  sloučeniny z rodiny tukových molekul zvané ceramidy.“ Samo slovo lipotoxický naznačuje, že dané látky představují pro tělo problém. Tukové buňky totiž sice v těle normálně fungují jako zásobárna tuků neboli lipidů, ovšem pokud je jich pří­liš, zátěž nevydrží. Přebytečné lipidy se „přelijí“ do jiných buněk, např. jater, ledvin, srdce či kosterního svalstva, které však pro ně nemají potřebný prostor. Naruší se tím jejich funkce, což může vést až k  buněčné smrti. Organismus se samozřejmě podobnému poškození brání. Proto když tuková buňka za­čne uvolňovat tukové zásoby, zároveň
vylučuje – s trochu nadsázky – jakousi protilátku proti toxickým účinkům volných mastných kyselin. A tou je nám už známý hormon adiponektin, vysvětluje
americký vědec: „Ten fakticky sníží vedlejší účinky zmíněných ceramidů, které neustále vznikají při vysokých hladinách volných mastných kyselin v buňkách a v plazmě, přičemž utlumují řadu různých procesů a  v  konečném důsledku způsobují inzulinovou rezistenci a zá­něty či zvyšují tempo buněčné smrti.“ Pokud tedy zmíněný hormon omezí nadměrné množství ceramidů, příznivě to ovlivní citlivost organismu k inzulinu, zlepší se protizánětlivé procesy atd. „V tomto kontextu je adiponektin sou­částí obranného mechanismu proti lipotoxicitě spojené se zvýšeným množstvím
volných mastných kyselin.“

Musíme lépe pochopit buněčnou biologii tukové buňky na molekulární úrovni z hlediska zpětných vazeb,“ připouští Philipp Scherer a tvrdí – bez nadsázky – že tukové buňky v podstatě určují metabolické zdraví celého organismu. Energii totiž získá­váme z cukrů a tuků – přičemž cukry se
mohou nakonec také přeměnit na tuk. Nicméně, jak už bylo řečeno, buňky jater nebo ledvin nedokážou tuk bez problé­mů skladovat, je pro ně toxický. Postarat se o  něj mají právě tukové buňky: v tomto ohledu jsou nenahraditelné a je
potřeba, aby byly stále plně funkční.

Existuje však i  jiný typ tukové
tkáně – hnědá. Dlouho se soudilo, že se vyskytuje pouze u novorozených, případně i dospělých savců, pokud žijí v chladném prostředí či spí zimním spánkem – a to z jednoduchého důvodu: hnědý tuk energii neskladuje, ale naopak spaluje,
přičemž vytváří velké množství tepla pro udržení potřebné tělesné teploty.

Moderní zobrazovací metody odhalily, že i dospělí lidé mají ve svém těle různě velké ostrůvky hnědé tukové tkáně, např. v oblasti krku, kolem páteře, klíčních kostí či cév. Proč? Má hnědá tkáň ješ­tě nějaké jiné funkce než tvorbu tepla? Jaké biochemické mechanismy se těchto procesů účastní? To byly zásadní otázky,
které si vědci začali okamžitě klást. Jedním z míst, na něž zaměřili pozornost, byly mitochondrie – vnitrobuněč­né organely s vlastní DNA, které jsou zásobárnami energie v buňce a také se podílejí na regulaci tak důležitých buněčných procesů, jako je buněčná proliferace, smrt atd. A trefili do černého!
Ukázalo se, že mitochondrie v hnědé tukové tkáni fungují jinak než v ostatních tkáních. Energii, která se do buňky dostává, neukládají, ale pomocí zvláštní
bílkoviny umožňují její řízené uvolňování v podobě tepla. Dotyčná bílkovina dostala nezvyklý název: odpřahující protein. Posléze byla popsána i struktura genu, který za jeho tvorbu zodpovídá.

Badatelé ve Fyziologickém ústavu AV ČR pod vedením Zdeňka Drahoty a ve spolupráci s kolegy ze Švédska, včetně předních světových badatelů v této oblasti
– Ole Lindberga a později Barbary Cannonové a Jana Nedergaarda ze Stockholm University – stáli již v sedmdesátých letech minulého století na začátku objevování
záhad hnědého tuku. Společné výzkumy pak prokázaly význam specifických hormonů pro navození tvorby odpřahujícího
proteinu. Přidáním daných hormonů do misek s tkáňovou kulturou hnědého tuku
se skutečně podařilo v  buňkách tvorbu odpřahujícího proteinu spustit. A posléze, to již ve spolupráci Jana Kopeckého s Lesem Kozakem z Jackson Laboratory
v Maine v USA, se v roce 1991 podařilo vsadit gen odpřahujícího proteinu do myši takovým způsobem, že část její bílé tukové tkáně začala fungovat jako hně­dý tuk. To vedlo ke kýženému výsledku: geneticky modifikované (transgenní) myši s odpřahujícím proteinem v bílém tuku neztloustly za podmínek, za nichž u  „normálních“ myší vznikala obezita. Odtud už byl jen krůček k úvaze, zda by bylo možné cíleně podpořit syntézu odpřahujícího proteinu i v bílé tukové tkáni
u savců, včetně člověka. A nešlo by dokonce u lidí podnítit tvorbu nové tukové tkáně, která by začala spalovat nadbyteč­nou energii?

Cíl výše zmíněných úvah je jasný: objasnit, zda by bylo možné nějak podpořit spalování tuku v těle a najít tak spolehlivý a účinný nástroj k boji proti obezitě a potažmo možná i pro léčbu s ní souvisejících chorob, včetně cukrovky 2. typu a metabolického syndromu. Podle Jana Kopeckého k tomuto nápadu vedlo vý­zkumníky nejen zjištění, že transgenní myši s  uměle navozenou tvorbou odpřahujícího proteinu v bílém tuku jsou odolné vůči obezitě, ale i mnohá starší pozorování, která prokázala vztah mezi množstvím hnědého tuku a  odolností vůči obezitě u laboratorních zvířat krmených chuťově atraktivní dietou, kterou se zvířata ochotně přežírala. Je to vlastně logické: hnědý tuk se postará o spálení přebytečné energie a její přeměnu na teplo, takže ji tělo neuloží do bílého tuku. Zdá se tedy, že hnědá tuková tkáň může hrát úlohu nejen v tvorbě
tepla, ale i při regulaci tělesné hmotnosti. Nasvědčovala by tomu i první pozorování lidí, u nichž moderní zobrazovací metody prokázaly přítomnost hnědého
tuku i v dospělosti. Vypadá to, že štíhlí mají hnědé tukové tkáně víc než obézní. Zatím však není zcela jasné, proč. Přibrali obézní proto, že hnědý tuk z ně­jakého důvodu postrádají, takže se jim nadbytečná energie nespaluje, ale uklá­dá? Nebo naopak mají štíhlí lidé více
hnědého tuku proto, aby jim zajišťoval teplo, což obézní nepotřebují, protože je před chladem chrání vrstva bílého tuku? Je tento stav dán geneticky? Dá se ovlivnit stravou? Jakou roli hrají hormony? „Navíc se ukazuje, že ani tukové buňky s odpřahujícím proteinem nejsou všechny stejné. V místech ukládání bílé tukové
tkáně, zejména v  podkoží, byly nalezeny tukové buňky, které mají neobyčejně vysokou schopnost zvyšovat tvorbu odpřahujícího proteinu působením nejrůznějších vlivů. Kupodivu, tyto buňky mají
z vývojového hlediska blíže k  buňkám svalovým než adipocytům klasického hnědého tuku, který se nachází na jiných místech v těle. Vytvářejí ostrůvky tzv. „béžového tuku“ (angl. beige nebo
též brite fat), které jsou obklopeny bílým tukem,“ vysvětluje Jan Kopecký.

„Mimo jiné jsme zjistili, jak pozoruhodně plastická – či chcete-li přizpůsobivá – je tuková tkáň, jak pružně dokáže měnit velikost, počet svých buněk a také rychlost uvolňování nebo ukládání mastných kyselin. Uvolňování mastných kyselin z triacylglycerolů a jejich zpětný záchyt v  těchto lipidových molekulách (tzv. cyklování mastných kyselin) je zá­kladním metabolickým pochodem, který v adipocytech probíhá a určuje jejich přizpůsobivost. Dostatečná plasticita bílé tukové tkáně je přitom nutná pro tzv. metabolickou flexibilitu, to znamená pro optimální nastavení metabolických
procesů podle měnících se podmínek vnějšího prostředí.“