Les chercheurs de la Washington University School of Medicine de St. Louis ont identifié une nouvelle façon de bruns – une forme de graisse à combustion énergétique – peuvent révéler le moteur métabolique du corps, consommant du carburant cellulaire et produisant de la chaleur d’une manière qui améliore la santé métabolique. L’étude, chez la souris, révèle de nouvelles avenues pour exploiter la graisse brune pour traiter les maladies métaboliques, telles que la résistance à l’insuline et l’obésité.
L’étude est publiée dans Nature.
La graisse brune est connue pour sa capacité à transformer l’énergie (calories) des aliments en chaleur. En revanche, White Fat stocke l’énergie pour une utilisation ultérieure tandis que Muscle rend l’énergie immédiatement disponible pour travailler. La production de chaleur de la graisse brune aide le corps à rester au chaud à des températures froides, et l’exposition au froid peut augmenter les réserves de graisse brune. Les chercheurs ont proposé que l’activation des graisses brunes pourrait soutenir les efforts de perte de poids en augmentant la brûlure des calories.
« La voie que nous avons identifiée pourrait offrir des opportunités de cibler le côté des dépenses énergétiques de l’équation de perte de poids, ce qui permet potentiellement que le corps brûle plus d’énergie en aidant les graisses brunes à produire plus de chaleur », a déclaré l’auteur principal Irfan Lodhi, Ph.D., professeur de médecine dans la division de l’endocrinologie, du métabolisme et de la recherche sur les lipides à Washu Medicine.
« L’amélioration de ce type de processus métabolique pourrait soutenir la perte de poids ou le contrôle du poids d’une manière qui est peut-être plus facile à maintenir au fil du temps que les régimes et l’exercice traditionnels. C’est un processus qui gaspille essentiellement l’énergie – augmentant les dépenses énergétiques au repos – mais c’est une bonne chose si vous essayez de perdre du poids. »
Un radiateur de secours en graisse brun
La compréhension traditionnelle de la production de chaleur de la graisse brun implique des mitochondries – les plantes de puissance dans les cellules du corps. Les scientifiques savent depuis longtemps que les mitochondries dans les graisses brunes ont une méthode de désengagement de la production de carburant et produisant plutôt de la chaleur, via une molécule appelée protéine de découplage 1.
Pourtant, ils ont également su que des souris atteintes de graisse brune qui manquent de protéine de découplage 1 sont toujours capables de brûler de l’énergie et de produire de la chaleur, pointant l’existence de brûleurs de secours dans les cellules.
La nouvelle étude implique des parties cellulaires appelées peroxysomes comme des producteurs de chaleur alternatifs importants dans la graisse brun. Les peroxysomes sont de petits compartiments dans les cellules impliquées dans le traitement des molécules de graisse.
Lorsqu’elles sont exposées au froid, les peroxysomes dans le nombre de graisses bruns augmentent en nombre, ont révélé les chercheurs. Cette augmentation est encore plus dramatique chez les souris dont les mitochondries sont déficients pour découpler la protéine 1, ce qui suggère que les peroxysomes peuvent être en mesure de compenser si les mitochondries perdent leur capacité de production de chaleur.
Lodhi et ses collègues ont découvert que les peroxysomes consomment du carburant et produisent de la chaleur dans un processus métabolique qui se concentre sur une protéine clé dans ces parties cellulaires appelées acyl-CoA oxydase 2 (ACOX2). Les souris manquant ACOX2 dans la graisse brune ont perdu une certaine capacité à tolérer le froid, montrant des températures corporelles plus basses après exposition au froid par rapport aux souris typiques.
De plus, par rapport aux souris typiques, leurs tissus n’ont pas fait de bon usage de l’insuline hormonale régulant la glycémie, et ils étaient plus sujets à l’obésité lorsqu’ils ont été nourris avec des régimes riches en graisses.
En revanche, les souris génétiquement conçues pour fabriquer des quantités inhabituellement élevées d’ACOX2 dans les graisses brunes ont montré une augmentation de la production de chaleur, une meilleure tolérance au froid et une sensibilité à l’insuline améliorée et un contrôle de poids lorsqu’ils ont nourri le même régime riche en graisses.
En utilisant un capteur de chaleur fluorescent qu’ils ont développé, les chercheurs ont constaté que lorsque l’ACOX2 a métabolisé certains acides gras, les cellules graisseuses brunes devenaient plus chaudes. Ils ont également utilisé une caméra d’imagerie thermique infrarouge pour montrer que les souris dépourvues d’ACOX2 produisaient moins de chaleur dans leur graisse brune.
Bien que les corps humains puissent fabriquer ces acides gras, les molécules se trouvent également dans les produits laitiers et le lait maternel humain et sont fabriqués par certains microbes intestinaux.
Lodhi a déclaré que cela soulève la possibilité qu’une intervention alimentaire basée sur ces acides gras – tels qu’une intervention alimentaire, probiotique ou « nutraceutique » – pourrait stimuler cette voie de production de chaleur et les effets bénéfiques qu’il semble avoir. Lui et ses collègues enquêtent également sur d’éventuels composés de médicaments qui pourraient activer directement ACOX2.
« Bien que nos études soient chez la souris, il existe des preuves suggérant que cette voie est pertinente chez les personnes », a déclaré Lodhi.
« Des études antérieures ont montré que les individus ayant des niveaux plus élevés de ces acides gras ont tendance à avoir des indices de masse corporelle inférieurs. Mais comme la corrélation n’est pas la causalité, notre objectif à long terme est de tester si les interventions alimentaires ou autres thérapeutiques pour augmenter les niveaux de ces acides gras ou qui augmentent l’activité de l’ACOX2 pourraient être utiles pour composer cette voie de production de chaleur dans les péroxysomes et aider les personnes à perdre du poids et à améliorer leur santé métabolique. »
Lodhi et Liu sont nommés dans une demande de brevet provisoire déposée par l’Université de Washington concernant le ciblage de l’activation de l’ACOX2 en tant que traitement pour l’obésité et les maladies métaboliques connexes.