Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

S červy proti obezitě?

 |  1. 11. 2012
 |  Vesmír 91, 666, 2012/11

Statistiky OSN hovoří o celosvětové epidemii obezity, která se netýká pouze dospělých, ale je stále větším problémem i u dětí. Obezita je jedním ze základních faktorů rozvoje metabolického syndromu, který je charakterizovaný akumulací tuku v oblasti břicha, vysokým krevním tlakem, vysokou hladinou triglyceridů, nízkou hladinou cholesterolu HDL, inzulinovou rezistencí a rozvojem patologických komplikací v oblasti kardiovaskulárního systému. Mechanismy vzniku obezity a s ní spojených metabolických komplikací se intenzivně studují na myších biomodelech.

Přiměřené množství tukové tkáně je nezbytné pro normální regulaci metabolismu glukózy a lipidů. Endokrinní funkce tukové tkáně byly popsány v devadesátých letech 20. století. Aktivované makrofágy v tukové tkáni produkují prozánětlivé cytokiny (např. tumor necrosis faktor alfa: TNF-α), které působí systémově a ovlivňují metabolismus snížením citlivosti buněk na inzulin. Vlastní tukové buňky uvolňují do cirkulace hormon adiponektin, který reguluje metabolismus glukózy a mastných kyselin a může působit jako ochranný faktor proti změnám zapříčiněným obezitou a rozvinutým metabolickým syndromem. U obézních jedinců produkce adiponektinu klesá a makrofágy produkují hormony (u myší např. rezistin), které dále působí inzulinovou rezistenci a glukózovou intoleranci. Výsledkem může být rozvoj diabetu 2. typu.

Tuková tkáň dynamicky komunikuje s imunitním systémem. Na počátku 21. století byla u experimentálních modelů obezity popsána zvýšená infiltrace tukové tkáně makrofágy (viz také Vesmír 91, 143, 2012/3). Hypertrofické adipocyty mohou vyvolávat zvýšenou infiltraci makrofágů různými způsoby. Jedním z nich je zvýšená produkce mastných kyselin a chemokinů. Prostřednictvím chemokinu MCP-1/CCL2 je urychlen vstup cirkulujících imunokompetentních buněk (monocytů a lymfocytů) do tukové tkáně. U myší se na infiltraci makrofágů podílí i apoptóza hypertrofických adipocytů. Předpokládá se, že u obézních jedinců probíhá v tukové tkáni chronický subklinický zánět. Množství a aktivita makrofágů má klíčový vliv na rozvoj a zhoršování metabolických komplikací obezity. Aktivace makrofágů v savčí tukové tkáni je regulována – mimo dalších faktorů – také eozinofily, což jsou buňky imunitního systému, které se podílejí na obraně organismu před mnohobuněčnými parazity, především červy, a mají důležitou roli při udržování metabolické rovnováhy. Počet eozinofilů se významně zvyšuje také při alergiích. Typ a množství makrofágů aktivovaných u obézních a štíhlých jedinců se výrazně liší:

  • S množstvím zásobního tuku roste i počet makrofágů v tukové tkáni. Makrofágy „M1“ jsou aktivovány klasickou cestou a produkují prozánětlivé cytokiny. Existuje více potenciálních spouštěčů klasické cesty „M1“ – nasycené mastné kyseliny ve stravě, ceramidy vznikající degradací mastných kyselin a metabolické „signály nebezpečí“ uvolňované např. při hypoxii nebo nekrotické buněčné smrti. Aktivované lymfocyty v tukové tkáni by také mohly podporovat spuštění obezity „M1“. Zatímco regulační T-buňky mírní zánět a obezitu, cytotoxické T-buňky (podtyp CD8) mohou rychle zvrátit metabolické změny v tukové tkáni. Se vzrůstajícím množstvím tukové tkáně narůstá i počet T-buněk CD8+ a tuková tkáň se pro makrofágy stává atraktivnější. Větší počet T-buněk CD8+ případně také makrofágy aktivuje.
  • Štíhlí jedinci mají méně makrofágů na gram tělesného tuku. Makrofágy „M2“ jsou aktivovány alternativní cestou prostřednictvím cytokinů IL-4 nebo IL-13, které jsou tradičně spojovány s alergickými imunitními reakcemi, ale také s obranou před mnohobuněčnými parazity. Zdrojem cytokinů IL-4 a IL-13 v tukové tkáni myší jsou eozinofily. Myši s nadbytkem eozinofilů měly méně tukové tkáně a byly vnímavější k inzulinu. Naopak myši s nedostatkem eozinofilů byly častěji obézní a rezistentní. Počet makrofágů „M2“ byl ve shodě s počtem eozinofilů. Je také možné, že v nepřítomnosti eozinofilů jsou v tukové tkáni hladiny IL-4 a IL-13 tak nízké, že se vlivem infiltrujících T-buněk produkujících IL-6 a TNF-α spustí vývoj makrofágů typu „M1“. R. M. Maizels a J. E. Allen z univerzity v Edinburgu se domnívají, že nedostatečná stimulace „M2“ může vést k poruchám metabolismu dokonce i u jedinců, kteří se stravují zdravě.

Předpokládá se, že eozinofily podporují vývoj makrofágů „M2“, které u myší zlepšují kontrolu metabolismu glukózy. Lymfocyty klíčové pro získanou imunitu také regulují vstup a aktivaci leukocytů v tukové tkáni. Buňky TH2, které se aktivují během imunitní odpovědi proti parazitickým červům, produkují IL-4 a mohly by se stát jeho hlavním zdrojem během aktivní imunitní reakce a nahradit tak roli eozinofilů in vivo. Infekce způsobené helminty často vedou k výraznému zvýšení počtu makrofágů „M2“ a pravděpodobně přímo snižují riziko aktivace „M1“ při dietě bohaté na tuky.

Pod vlivem těchto poznatků bylo třeba ověřit, zda zvýšený počet eozinofilů nebo TH2 buněk způsobený nákazou červy může zvrátit zánětlivé poškození a obnovit kontrolu metabolismu glukózy. Myši krmené dietou bohatou na tuky byly nakaženy gastrointestinálními hlísticemi Nippostrongylus brasiliensis. Po infekci se zvýšila citlivost myší k inzulinu a kleslo také množství jejich tukové tkáně. Navíc jediná infekce červy trvající 8 dní vedla k dlouhotrvající přítomnosti eozinofilů v tukové tkáni a chránila myši před vznikem obezity a komplikacemi s ní spojenými. Toto zjištění poskytuje novou podporu hygienické hypotéze, která tvrdí, že nedostatek expozice infekčním činitelům, symbiotickým mikroorganismům a parazitům v raném dětství zvyšuje náchylnost k chronickým zánětlivým onemocněním prostřednictvím utlumeného vývoje imunitního systému. Možná existuje souvislost mezi vzrůstajícím počtem nově diagnostikovaných případů metabolického syndromu a nepřítomností určitých parazitů, s kterými jsme se jako lidský druh vyvíjeli.

Literatura

Maizels R. M., Allen J. E.: Eosinophils forestall obesity. Science 332, 186–187, 2011/6026.

Wu D. et al.: Eosinophils sustain adipose alternatively activated macrophages associated with glucose homeostasis. Science 332, 243–247, 2011/6026.

Suganami T., Ogawa Y.: Adipose tissue macrophages: their role in adipose tissue remodeling. J. Leukoc. Biol. 88, 33–39, 2010/1.

Olefsky J. M., Glass C. K.: Macrophages, inflammation, and insulin resistence. Annu. Rev. Physiol. 72, 219–246, 2010.

Lumeng C. N., Bodzin J. L., Saltiel A. R.: Obesity induces a phenotypic switch in adipose tissue macrophage polarization. J. Clin. Invest. 117, 175–184, 2007/1.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie

O autorovi

Martina Slapničková

RNDr. Martina Slapničková (*1976) vystudovala Biologickou fakultu Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. V Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i., se zabývá genetickou analýzou imunitních odpovědí.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné