Избыточный вес и ожирение развиваются в результате нарушения баланса между поступающей энергией и энергозатратами. Наряду с уровнем физической активности и калорийностью рациона, важным звеном в регуляции энергетического гомеостаза является постпрандиальный термогенез в бурой жировой ткани (БЖТ) – адаптивное повышение уровня энергетического обмена при приеме высококалорийной пищи.
Термогенин, разобщающий белок-1 (UCP1) – ключевой элемент в регуляции индуцированного диетой термогенеза. Инактивация гена Ucp1 у мышей на высокожировой диете способствует развитию ожирения и инсулинорезистентности, а мутация гена Ucp1 у человека связана со снижением активности постпрандиального термогенеза после употребления высококалорийной пищи. Помимо генетических факторов – мутаций и полиморфизмов – на синтез белка UCP1, а следовательно, и активность термогенеза в адипоцитах БЖТ, могут влиять различные факторы внешней среды, в том числе токсичные химические вещества, поступающие с пищей.
Ученые из Университета Макмастера в эксперименте in vivo оценили влияние 34 наиболее часто встречающихся в продуктах питания синтетических химических соединений на профиль экспрессии гена Ucp1 в адипоцитах БЖТ мышей линии ThermoMouse, содержащихся в термонейтральных (29–30 °C) условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Мыши линии ThermoMouse экспрессируют репортерный ген фермента люциферазы, который находится под контролем промотора изучаемого гена Ucp1 и катализирует реакцию, сопровождающуюся биолюминесценцией.
Из всех изученных химических соединений только фосфорорганический инсектицид хлорпирифос оказывал влияние на активность промотора гена Ucp1 и экспрессию мРНК белка UCP1.
При концентрациях от 1 пмоль хлорпирифос подавлял синтез белка UCP1 и вызывал нарушение процессов митохондриального дыхания в адипоцитах БЖТ, а в сочетании с высокожировой диетой способствовал снижению индуцированного диетой термогенеза и развитию митохондриальной дисфункции, неалкогольной жировой болезни печени, инсулинорезистентности и ожирения.
В основе механизма патофизиологического действия хлорпирифоса лежали снижение уровня цАМФ и симпатической активации, а также инактивация протеинкиназ p38MAPK и AMPK, участвующих в поддержании уровня UCP1 и регуляции процесса митофагии в БЖТ.
