Биологи объяснили, как худеют те, кто никогда не сидит на диетах

Команда ученых под руководством Майкла Ортхофера из института молекулярной биотехнологии при Австрийской академии наук (IMBA) проанализировала генетическую базу данных эстонского биобанка, в который входят 47 102 "метаболически здоровых худых" человека в возрасте от 20 до 44 лет. Задача была в том, чтобы идентифицировать ген "худобы". Результаты работы опубликованы в журнале Cell.

"Этот ген есть примерно у 1% населения", - говорит ведущий автор работы Джозеф Пеннингер. - Они могут есть много и все, что хотят, и при этом не набирают вес".

Для таких счастливчиков стройность - это не результат правильного питания, занятий спортом или "постоянных приседаний", а генетическая данность.

"Многие изучают ожирение и его генетику, - сказал Пеннингер. - Мы решили изучить худобу".

Эстонский биобанк оказался идеальным для исследования, поскольку в нем представлены широкий возрастной диапазон и данные о фенотипе. Ученые сравнивали образцы ДНК и клинические данные здоровых худых людей, чей индекс массы тела в долгосрочной перспективе был ниже 18 (соответствует пониженному весу), с данными у участников исследования с нормальным или избыточным весом.

Результат оказался впечатляющим: были обнаружены генетические вариации, уникальные для худых людей, - мутация в гене ALK (anaplastic lymphoma kinase - ген киназы анапластической лимфомы). Выяснилось, что подавление синтеза гена ALK увеличивает скорость сжигания жира и гарантирует поддержание низкой массы тела.

Науке известно, что ген ALK часто мутирует при нескольких типах рака, таких как рак легких и нейробластома. "ALK широко изучался в контексте рака, но вне этого контекста о биологической роли этого гена известно мало", - говорит Ортхофер.

Как показала работа, частичная последовательность гена ALK была непропорционально деактивирована у очень худых участников исследования. Это позволило предположить, что ген ALK может влиять на обмен веществ и массу тела.

Ученые провели дополнительные эксперименты с мышами. Они специально деактивировали ген ALK у некоторых животных и с самого рождения кормили их нормальной пищей. Когда мыши с удаленным ALK выросли, оказалось, что масса их тела и процент жира были значительно ниже, чем у грызунов из контрольной группы, хотя мыши с удаленным геном ALK ели столько же, сколько их сверстники, и столько же двигались. Этот эффект был еще более выражен при диете с высоким содержанием жиров: через несколько недель, сообщают исследователи, разница в жировых отложениях составила 50%. Более тщательный анализ показал, что блокирование гена ALK у мышей приводит к увеличению свободных жирных кислот в плазме крови, что указывает на повышенное сжигание жира. Кроме того, ученые также обнаружили доказательства того, что в жировых тканях животных все чаще обнаруживается гормон норадреналин, важный для метаболизма жиров.

По словам Ортхофера, эти результаты свидетельствуют о том, что ген ALK играет важную роль в метаболизме и что его дезактивация способствует сжиганию жира: "Вот почему животные остаются худыми даже при диете с высоким содержанием жиров".

Тем не менее, как показали дальнейшие исследования, отключение этого гена в жировых тканях, в печени или в иммунной системе не оказывало никакого изменения на вес грызунов. "Однако когда мы специально деактивировали ALK в области гипоталамуса, мы наблюдали такое же снижение веса, как и у животных, у которых ALK был отключен по всему телу, - утверждает Ортхофер. - Это интересно, потому что гипоталамус является центральной точкой координации метаболизма и регулирует сжигание жира с помощью норадреналина".

По мнению авторов работы, открытие может помочь в разработке новых препаратов от ожирения. "Наше исследование показывает, что ген ALK, который экспрессируется в мозге, отвечает за регуляцию метаболизма и расход энергии, - заключает Пеннингер. - Ингибирование гена ALK могло бы стать новым терапевтическим вариантом для предотвращения ожирения".