Жировые клетки чувствуют солнечный свет — его недостаток повышает риск метаболического синдрома

Жировые клетки глубоко под кожей способны чувствовать свет. Когда организм не получает достаточного воздействия правильных типов света, поведение жировых клеток меняется.

Это открытие, опубликованное 21 января 2020 года в журнале Cell Reports, сделали учёные из Цинциннати, изучавшие, как мыши контролируют температуру тела. Их находка имеет значение далеко за пределами объяснения того, как мыши сохраняют тепло.

Исследование показывает, что воздействие света регулирует, как два вида жировых клеток совместно производят сырьё, которое все другие клетки используют для энергии. Авторы утверждают, что нарушения этого фундаментального метаболического процесса, по-видимому, отражают нездоровый аспект современной жизни — слишком долгое пребывание в помещении.

"Наши тела эволюционировали на протяжении лет под солнечным светом, включая развитие светочувствительных генов, называемых опсинами, — говорит Ричард Лэнг, доктор философии, старший автор исследования. — Но теперь мы живём так много дней под искусственным светом, который не обеспечивает полного спектра света, который мы получаем от солнца".

"Эта статья представляет собой значительное изменение в том, как мы рассматриваем влияние света на наши тела", — говорит Лэнг.

Новый взгляд на роль света

Несмотря на шерсть мыши или одежду человека, свет действительно проникает в наши тела. Фотоны — фундаментальные частицы света — могут замедляться и рассеиваться, пройдя внешние слои кожи, но они действительно проникают внутрь и влияют на поведение клеток.

Работа Лэнга в этом направлении восходит к 2013 году, когда он возглавил исследование, опубликованное в Nature, показавшее, как воздействие света влияет на развитие глаз у мышиных эмбрионов.

"Эта идея проникновения света в глубокие ткани очень нова, даже для многих моих научных коллег, — говорит Лэнг. — Но мы и другие находим опсины, расположенные в различных типах тканей. Это всё ещё только начало этой работы".

Как свет "разжигает внутренний огонь"

В новых результатах команда изучила реакцию мышей на холод — около 40°F (~4.4°C). Они уже знали, что мыши, подобно людям, используют как дрожь, так и внутренний процесс сжигания жира для обогрева.

Более глубокий анализ показал, что процесс внутреннего обогрева нарушается в отсутствие гена OPN3 и воздействия света с длиной волны 480 нанометров (синий свет). Эта длина волны является естественной частью солнечного света, но присутствует лишь в низких уровнях в большинстве искусственного освещения.

При воздействии света OPN3 заставляет белые жировые клетки высвобождать жирные кислоты в кровоток. Клетки могут использовать эти кислоты как энергию. Коричневый жир буквально сжигает жирные кислоты (в процессе окисления), чтобы выработать тепло для согревания мышей.

Когда мышей вывели без гена OPN3, они не могли согреться так же хорошо, как другие мыши, в холодных условиях. Но, что удивительно, даже мыши с правильным геном не согревались, когда их подвергали свету без синей длины волны.

Эти данные позволили команде сделать вывод, что солнечный свет необходим для нормального энергетического метаболизма. По крайней мере, у мышей. Учёные подозревают, что аналогичный светозависимый метаболический путь существует у людей, но для доказательства нужны дополнительные эксперименты.

"Если путь свет-OPN3-адипоцит существует у людей, это может иметь широкие последствия для здоровья человека, — говорится в исследовании. — Недостаточная стимуляция этого пути может быть частью объяснения распространённости метаболических нарушений в индустриальных странах, где неестественное освещение стало нормой".

Что дальше?

Вероятно, потребуется несколько лет исследований, чтобы развить это открытие.

В теории, когда-нибудь "светотерапия" может стать методом предотвращения развития диабета из метаболического синдрома. Замена внутреннего освещения лучшими, полноспектральными системами также может улучшить общественное здоровье.

Однако необходимо больше исследований, чтобы определить потенциальную терапевтическую ценность светотерапии. Вопросы, на которые нужно ответить, включают определение необходимого количества солнечного света для поддержания здорового метаболизма и того, могут ли люди с ожирением иметь нефункциональный ген OPN3 в своих жировых клетках.

"Если люди хотят вынести что-то личное из этого, вы, скорее всего, не ошибётесь, проводя больше времени на улице", — говорит Лэнг.