Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

İnsan vücudunda beyaz ve kahverengi yağ doku hücreleri bulunmaktadır. Beyaz yağ hücrelerinin vücutta aşırı biriktiği zamanlar yaktığımızdan daha fazla kalori aldığımızda meydana gelmektedir. Çok fazla biriken beyaz yağ hücreleri de diyabet ve obezite gibi hastalıklara sebep olabilmektedir. Kahverengi yağ dokusu ise hücre içindeki yağı yakarak aşırı birikmeyi önlemeye yardımcı olmaktadır. Kahverengi yağ dokusunun asıl görevi yağı depolamak değil, yağı yakma yoluyla vücuda ısı sağlamaktır.

Son yıllarda diyabetin umut verici bulgulardan biri, kahverengi adiposid dokulara ev sahipliği yapan kahverengi yağ dokusunun işleyişi ile ilgilidir. Kahverengi yağ dokusunun lipitlerin parçalanması ve glikoz alımı için ana bölge olduğu ortaya çıkmıştır. Soğuğa maruz bırakılarak aktive edilmiş kahverengi yağ hücrelerinde, ısı üretimi ve enerji harcamada artış olduğu yağ kütlesi ve glikoz metabolizması üzerinde olumlu etkileri olduğu gösterilmiştir. Kahverengi yağ hücrelerinin termojenik kapasitesinden yola çıkarak vücutta kahverengi yağ dokusu miktarının arttırılmasının obezite ve diyabet önleyici tedavide yeni bir yöntem olarak kullanılabilme ihtimali heyecan uyandırmaktadır.

DIABAT (Recruitment and activation of brown adipocytes as preventive and curative therapy for type 2 diabetes) projesi, 'kahverengi yağ dokusu (BAT) in vivo aktivasyonu konusundaki anlayışın öne çıkarılması, BAT analizi ve teşhisi için daha iyi görüntüleme teknolojisini geliştirerek diyabet araştırmalarına katkıda bulunmuştur. Bu proje ışığında risk altındaki bireyler ve tip 2 diyabet hastaları amaçlanarak BAT merkezli tedaviler geliştirmek için çalışmaktadır. DIABAT araştırmaları kahverengi adipositlerin farklılaşmasını, fonksiyonunu, işlev bozukluğunu ve fizyolojik düzenlemesi üzerine yapılmıştır.

Kahverengi yağ dokusundan soğuğa maruz kalındığında dokuyu harekete geçirip bazı metabolik faydalı etkileri ortaya çıkarabildiği deney hayvanları üzerinde yapılan çalışmada görülmüştür. Ancak soğuğa maruz kalmayı insanın yapması önerilen bir durum olmamakla birlikte dokuyu harekete geçiren ve fonksiyonlarını idare eden mekanizmaların hedeflenmesi önem taşımaktadır. Kahverengi adiposit oluşumunu ve canlıdaki ısı üretimini doğrudan etkileyen düzenleyici metabolitleri de içeren kahverengi yağ dokularının düzenlenmesinin altında yatan moleküler mekanizmalarını anlamak gereklidir.

Nrf1 molekülünün hücrede kolesterol seviyelerini güvenli bir aralıkta tutmayı sağladığını ve bu şekilde karaciğer dokusu yağlanmasını ve hasarını önlediği bildirilmektedir. Yapılan bir çalışmada obez deneysel modellerde Nrf1 molekülünün miktar ve faaliyeti artırıldığında vücutta ve dokularda yağ birikiminin azaldığı gözlenmiştir. Nrf1 geninin metabolik hastalıklara yatkınlıkta etkili bir gen olduğu düşünülmektedir. İnsanlardan alınan doku örneklerinde Nrf1 düzeyleri ile metabolik hastalık arasında güçlü bir ilişki olduğu çalışmalar sonucunda düşünülmektedir. Kahverengi adiposit dokunun bozularak metabolik hastalıklara sebep olmasının farklı biyoaktif lipid türlerinin değişen seviyeleriyle açıklanabileceği vurgulanmaktadır.

Kahverengi yağ dokusunun azalması ve beyaz yağ dokusu oranının artması sonucu ortaya çıkan obezite ve diyabet gibi metabolik hastalıkların önüne geçilebilmesi için farmakolojik çalışma önerileri arasında;

Yağ dokusunda üretilen aP2 proteinin inhibe edilmesi 

Beyaz yağ hücrelerine bağlanan proteinlere dayalı veya 

Beyaz yağ dokusunun kahverengi yağ dokusuna dönüştürülerek vücutta kahverengi yağ dokusunun enerji ya da ısı üreterek fazla kalorilerinin yakılmasını sağlayan farklı teknolojiler kullanılarak ilaç geliştirilmesi bulunmaktadır.

Bazı çalışmalar diyetteki biyoaktif bileşiklerin bağırsak mikrobiyotasının bileşimini değiştirebileceğini göstermiştir. Bu biyoaktif bileşikler resveratrol, kersetin ve saponinler gibi çeşitli polifenolleri içermektedir. Ancak bağırsak mikrobiyotasının bileşimindeki bu değişikliklerin kahverengi yağ hücrelerinin oluşumuna katkı sağlayıp sağlamayacağı beslenme ile bu etkileri ortaya çıkaracak bir yöntem hala bilinmemektedir. Beyaz yağ dokularını kahverengi yağ hücrelerine dönüştürme potansiyeline sahip yeni nutrasötik bileşiklerinin tanımlanması üzerine beslenme ve gıda takviyesi çalışmalarının planlanması önerilmektedir.

Kaynaklar:

Gohlke, S., Zagoriy, V., Inostroza, AC., Méret, M., Mancini, C., Japtok, L., Jähnert, M. (2019). Identification of functional lipid metabolism biomarkers of brown adipose tissue aging. Molecular metabolism, 24, 1-17.

Gökhan Hotamışlıgil Sabri Ülker Vakfı Ödülleri. (2018). Kahverengi yağ hücreleri ve Nfr1 molekülü.

Silvester, A. J., Aseer, K. R., Yun, JW. (2018). Dietary polyphenols and their roles in fat browning. The Journal of nutritional biochemistry.

Vargas-Castillo, A., Fuentes-Romero, R., Rodriguez-Lopez, LA., Torres, N., Tovar, AR. (2017). Understanding the biology of thermogenic fat: is browning a new approach to the treatment of obesity?. Archives of medical research, 48(5), 401-413.