Жирные кислоты стимулируют некуплированное дыхание через переносчики АТФ/АДФ в адипоцитах белой жировой ткани

Почему жировые клетки могут помогать сжигать энергию

Большинство людей представляют жир в организме как пассивное хранилище калорий. Это исследование показывает удивительно активную сторону белых адипоцитов: при определённых условиях они способны «тратить» топливо и производить тепло. Описав новый механизм утечки энергии из жировых клеток, работа указывает на свежие подходы к повышению расхода калорий организмом и потенциальной борьбе с ожирением.

Когда запасённый жир снова становится топливом

В обычных условиях белые адипоциты большую часть времени накапливают энергию в виде триглицеридов — крупных капель жира. При физической нагрузке, голодании или переохлаждении сигналы стресса запускают распад этих триглицеридов, высвобождая жирные кислоты и глицерин. Исследователи подтвердили, что при стимуляции распада жира в выращенных в лаборатории белых клетках существенно повышается потребление кислорода — признак того, что их энергетические «станции», митохондрии, работают интенсивнее. Блокада первой стадии распада жира остановила и высвобождение жирных кислот, и рост потребления кислорода, что указывает на зависимость процесса от самих жирных кислот.

Свободные жирные кислоты как переключатели сжигания энергии

Жирные кислоты, покидающие адипоцит, не все выходят из ткани; часть остаётся внутри клетки. Авторы показали, что эти оставшиеся свободные жирные кислоты критичны для усиления митохондриальной активности. Когда белок в среде культивирования использовали для «поглощения» жирных кислот, клетки в целом выделяли больше жира, но их потребление кислорода снижалось, что говорит о том, что высокий уровень внутриклеточных жирных кислот — а не только сам распад жира — стимулирует дополнительное дыхание. Наоборот, блокада реэстерфикации триглицеридов, пути, который обычно повторно упаковывает жирные кислоты, увеличивала потребление кислорода и ещё больше снижала электрохимическую градиентную разницу через митохондриальную мембрану. В совокупности эти данные указывают, что свободные жирные кислоты подталкивают митохондрии к «протечному», энергозатратному состоянию.

Новый участник теплового дыхания

В классическом теплопроизводящем буром жире белковый компонент UCP1 создаёт пути через митохондриальную мембрану, позволяя энергии от пищи уходить в виде тепла, а не запасаться в виде полезного клеточного топлива. В белых жировых клетках UCP1 мало или он отсутствует, поэтому авторы искали альтернативный путь. Они сосредоточились на переносчике АТФ/АДФ — транспортном белке, который обычно обменивает энергетическую валюту клетки через митохондриальную мембрану. Используя как специфический химический ингибитор, так и генетические инструменты для снижения уровня этого переносчика, они показали, что он необходим для жирнокислотно-индуцированной утечки: блокада переносчика сохраняла митохондриальный градиент и предотвращала повышение потребления кислорода во время распада жира, хотя сам распад жира протекал нормально. Это указывает на то, что свободные жирные кислоты в совокупности с переносчиком создают контролируемую протечку протонов через митохондриальную мембрану, включая некуплированное дыхание.

От клеточной культуры к живому организму

Чтобы проверить значимость этой утечки энергии в целом организме, исследователи использовали мышей, у которых сигнальный белок STAT3 был удалён специально в жировых клетках. У этих животных распад жира проходит нормально, но жирнокислотно-индуцированное дыхание в белой жировой ткани снижено. В обычных лабораторных условиях, когда бурый жир активен и обеспечивает большую часть защиты от холода, эти мыши сохраняли тепло наравне с нормальными сиблингами. Однако при индуцированном ожирении и содержании при температуре, при которой бурый жир преимущественно неактивен, животные без STAT3 в жировой ткани становились чувствительны к холоду и демонстрировали более слабое повышение общего потребления кислорода при воздействии холода или при фармакологически вызванном распаде жира. Важно, что при удалении STAT3 только в буром жире подобных изменений не наблюдалось, что указывает на специфическую роль белой жировой ткани.

Белый жир как скрытый обогреватель

Авторы заключают, что в белых адипоцитах свободные жирные кислоты, образующиеся во время активного распада жира, могут взаимодействовать с переносчиком АТФ/АДФ в митохондриях и запускать утечку энергии, которая выделяется в виде тепла вместо хранения в виде полезного клеточного топлива. У ожиревших животных, содержащихся в тёплых условиях, это некуплированное дыхание в белом жире вносит заметный вклад в поддержание температуры тела и общий энергетический расход, особенно когда бурый жир и дрожание мышц ограничены. Поскольку белого жира много у взрослых, особенно при ожирении, мягкое усиление этой утечки может предложить новый способ увеличения повседневного расхода калорий и поддержки терапий по снижению веса, при условии, что это можно сделать безопасно и без вреда другим тканям.

Цитирование: Ahmadian, M., Aksu, A.M., Dhillon, P. et al. Fatty acids promote uncoupled respiration via ATP/ADP carriers in white adipocytes. Nat Metab 8, 572–586 (2026). https://doi.org/10.1038/s42255-026-01467-2

Ключевые слова: белая жировая ткань, жирные кислоты, митохондриальное расцепление, термогенез, ожирение