脂肪貯蔵の秘密を明らかにする

ボン大学 2023 年 4 月 4 日

マウスの脂肪細胞内の脂肪滴: 滴の膜は緑色に染色され、その中に蓄えられた脂肪は赤色に染色されました。 クレジット: Johanna Spandl / ボン大学

脂肪細胞は、エネルギー貯蔵手段として脂肪分子を利用します。 これらの分子はグリセロール骨格に結合した 3 つの脂肪酸で構成されており、一般にトリグリセリドと呼ばれます。 これらの分子は保存中に一定の変化を起こし、定期的に分解され再構築されると長い間考えられてきました。これは「トリグリセリド循環」として知られるプロセスです。 しかし、この仮定は正しいのでしょうか?もしそうであれば、このプロセスの目的は何でしょうか?

「これまで、これらの疑問に対する本当の答えはありませんでした」とボン大学 LIMES 研究所のクリストフ・ティーレ教授は説明します。 「過去50年間、この恒久的な再建の間接的な証拠があったのは事実です。 しかし、これを示す直接的な証拠はこれまでのところ不足している。」

問題: トリグリセリドが分解され、脂肪酸が修飾されて新しい分子に再組み込まれることを証明するには、脂肪酸が体内を移動する際のその変化を追跡する必要があります。 しかし、各細胞には何千もの異なる形態の中性脂肪が存在します。 したがって、個々の脂肪酸を追跡することは非常に困難です。

「しかし、私たちは脂肪酸に特別なラベルを付けて、間違いのないものにする方法を開発しました」とティーレ氏は言います。 彼の研究グループは、この方法でさまざまな脂肪酸を標識し、それらを栄養培地に入れてマウスの脂肪細胞に加えました。 次に、マウス細胞は標識された分子をトリグリセリドに取り込みました。

“We were able to show that these triglycerides do not remain unchanged, but are continuously degraded and remodeled: Each fatty acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">酸は1日に約2回分解され、別の脂肪分子に再結合します」と研究者は説明します。

しかし、それはなぜでしょうか? 結局のところ、この変換にはエネルギーがかかり、廃熱として放出されますが、セルはそこから何を得るのでしょうか? これまで、細胞はエネルギーの貯蔵と供給のバランスをとるためにこのプロセスを必要とすると考えられていました。 あるいは、単に体が熱を発生させる手段なのかもしれません。

「私たちの結果は、まったく異なる説明を示しています」とティーレ氏は説明します。 「このプロセスの過程で、脂肪が体が必要とするものに変換される可能性があります。」

その結果、利用性の低い脂肪酸はより高品質の変異体に精製され、必要になるまでこの形態で保管されることになります。

脂肪酸は主に炭素原子で構成されており、炭素原子は電車の車両のように前後にぶら下がっています。 それらの長さは非常に異なる場合があり、わずか 10 個の炭素原子から構成されるものもあれば、16 個以上の炭素原子から構成されるものもあります。 研究では、研究者らは 3 つの異なる脂肪酸を生成し、それらを標識しました。 そのうちの 1 つは炭素原子長 11、2 番目は 16、3 番目は 18 個の炭素原子でした。

「これらの鎖の長さは通常、食品にも含まれています」とティーレ氏は説明します。

標識により、研究者らは細胞内でさまざまな長さの脂肪酸に何が起こっているかを正確に追跡できるようになりました。 これは、11 個の炭素原子からなる脂肪酸が最初にトリグリセリドに組み込まれたことを示しました。 しかし、しばらくすると、それらは再び分離され、細胞の外に排出されました。 2日後、それらは検出できなくなりました。 「このような短い脂肪酸は細胞で利用することが難しく、細胞に損傷を与えることさえあります」と、Cluster of Excellence ImmunoSensation2 のメンバーでもある Thiele 氏は言います。 「したがって、それらはすぐに処分されます。」

In contrast, the 16- and 18-atomAn atom is the smallest component of an element. It is made up of protons and neutrons within the nucleus, and electrons circling the nucleus." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"atom fatty acids remained in the cell, although not in their original fat molecules. They were also gradually chemically modified, for example by additional carbon atoms being inserted. In the original fatty acids, the carbon atoms were moreover linked with single bonds – roughly like a human chain in which neighbors join hands. Over time, this sometimes developed into double bonds – as if revelers at a party were doing a conga. The fatty acids that are formed in this process are called unsaturated. They are better utilizable for the body./p>