Женщины после менопаузы в особенности полагаются на жир в защите своих костей. У них не только вес становится триггером превращения стволовых клеток в костные, а не в жировые, у них еще и яичники перестают производить эстроген, поэтому жир становится его первичным источником. Ароматаза, энзим в жире, который превращает андрогены (мужские гормоны) в эстроген, увеличивает активность с возрастом. В результате женщины после менопаузы зависят от жира как в отношении эстрогена, так и в отношении прочности костей.
Доктор Джонатан Тобиас, исследователь из Университета Бристоля, изучил кортикальную костную массу (внешний твердый слой костей) у более чем четырех тысяч мальчиков и девочек и обнаружил, что жир является главным фактором в развитии костей. Он говорит: «Эстроген оказывает важное влияние на создание костей. Поэтому, если есть дефицит эстрогена, то кости формируются неправильно. Чрезмерное уменьшение количества жира может неблагоприятно сказаться на развитии скелета, в особенности у девочек, что приводит к увеличению риска остеопороза в дальнейшем». Но влияние жира на кости с помощью эстрогена и распределение веса не одностороннее. Костная ткань также передает сигналы телу, вырабатывая гормон остеокальцин. Этот гормон производит каскадный эффект, и в результате побуждает поджелудочную железу высвобождать больше инсулина, что в конечном итоге увеличивает объем жира. Следовательно, кости и жир усиливают друг друга — кости увеличивают запас жира, а жир увеличивает крепость костей. Такое обоюдное соглашение.
Размер мозга и жир
Другой орган, находящийся под удивительно сильным воздействием жира, — головной мозг. Жир мыши с мутацией ob практически не вырабатывает лептин, и в результате мозг становится легче и меньше. У таких мышей даже меньшее количество нейронов в главных частях мозга, таких как кора и гиппокамп. Кроме того, их головной мозг выглядит недоразвитым по сравнению с мозгом нормальных мышей и у него куда больше шансов на дегенерацию. Примечательно, что эксперименты показали — ежедневные инъекции лептина на протяжении шести недель могут восстановить вес мозга у мыши ob. Не только вырастает мозговая ткань, но, благодаря лептину, мозговая активность в ней поднимается до нормального уровня.
Жир с помощью лептина точно так же влияет на размер и функциональность человеческого мозга. Головной мозг представителей упомянутой выше турецкой семьи изучали посредством МРТ. Во время терапии с применением лептина у них наблюдался рост мозговой ткани в гиппокампе, поясной извилине, мозжечке, нижней теменной извилине — эти отделы вовлечены в регуляцию чувства голода, насыщения, с их помощью функционирует память и возможно обучение.
Экстремальное голодание, ведущее к резкой потере жира и лептина, может вызвать уменьшение размера мозга. Изучение пациентов с анорексией показывает, что у них уменьшается вес мозга, а на снимках МРТ видно, что мозговая ткань у них съеживается. Исследователи из Лондона также наблюдали, что низкий ИМТ (менее 20) в среднем возрасте на 34 процента повышает вероятность деменции в поздний период жизни. Так что жир и наш мозг тоже тесно связаны друг с другом.
И все же не стоит набирать слишком много жира и радоваться этому. Состояние на другом конце спектра столь же вредно для вашего мозга. Ожирение, в особенности того типа, когда накапливается много висцерального жира (жир в брюшной полости), тоже приводит к атрофии мозговой ткани. Исследования калифорнийской организации Kaiser Permanente, законченные в 2008 году, затронули 6583 человек и продолжались три десятилетия. У тех людей, кто имел наибольшее количество висцерального жира в возрасте между сорока и сорока пятью, была куда большая вероятность деменции в семьдесят, чем у тех, у кого был нормальный вес. Другая работа, проведенная учеными в рамках программы Framingham Heart Study[29], показала, что размер мозга тоже изменяется при чрезмерном ожирении. После оценки 733 человек с высоким ИМТ они заметили, что размер меньше у тех, у кого больше висцерального жира. Вероятная причина — наносящие вред возбуждающие сигналы, что порождаются висцеральным жиром и путешествуют по телу, а также возможная резистентность к инсулину и лептину. Правильное количество жира, расположенного в правильном месте, помогает поддерживать наш мозг в порядке.
Жир защищает нас
Жир важен не только для поддержания состояния органов, он также прикрывает нас от болезней и повреждений. Наша иммунная система защищает нас от заболеваний, отправляя белые кровяные тельца, коагулирующие агенты и белки для починки к месту ранения или инфицирования. Чтобы делать это, тело обращается к почти чудесному процессу, в рамках которого оно создает кровеносные сосуды в поврежденном районе, чтобы обеспечить целевую доставку веществ. Процедура выращивания таких похожих на трубочки структур называется ангиогенезом, и ее тесную связь с жиром открыла — случайно — ученый Росио Сьерра-Хонигман.
В 1996 году Сьерра-Хонигман была молодым научным сотрудником в Йельском университете. Ее муж работал в исследовательском центре фирмы «Байер» в Коннектикуте, где пытался получить в лабораторных условиях клетки, производящие рецептор лептина, тот самый, которого недоставало у мыши db. Однажды вечером Сьерра-Хонигман помогала ему. Она хотела убедиться, что клетки, которыми занимается ее муж, на самом деле вырабатывают рецептор лептина, так что она использовала тест на антитела. Для сравнения она взяла клетки эндотелия (из них состоят наши вены), поскольку тогда считали, что они не должны содержать лептиновых рецепторов и не должны реагировать.
Но к удивлению Сьерра-Хонигман, лептиновые рецепторы обнаружились и в клетках эндотелия. Это означало, что лептин неким образом взаимодействует с нашими кровеносными сосудами. Сьерра-Хонигман вспоминает: «Из-за этого я не могла спать ночью. Если бы я была клеткой эндотелия, то зачем мне мог понадобиться лептиновый рецептор?». Вопрос привел к тому, что в Йельском университете был начат новый исследовательский проект.
Сьерра-Хонигман обратилась за помощью к Гильермо Гарсия-Карденья и Андреасу Папапетропулосу — двум коллегам, изучавшим ангиогенез. Они брали культуры клеток эндотелия и добавляли к ним лептин. И в результате нашли нечто, никогда ранее не наблюдавшееся, — добавление лептина заставляет клетки эндотелия выстраиваться в трубочки, напоминающие кровеносные сосуды. Это была ранняя стадия процесса образования таких сосудов, важнейшая техника, с помощью которой мы лечим сами себя.
Ангиогенез в то время был горячей темой для исследований. Иуда Фолкман из медицинской школы Гарвардского университета в Бостоне в 1970-х обнаружил, что процесс спонтанного образования вен в значительной степени отвечает за рост злокачественных опухолей. По мере того как опухоль растет, ей требуется собственное снабжение кровью, чтобы нормально питаться и продолжать рост. Тогда думали, что если прекратить этот процесс, то опухоль перестанет расти и распространение рака остановится. Многие лаборатории работали над тем, чтобы придумать способ затормозить ангиогенез.
