I løbet af de sidste mange år har dyreforsøg vist, at højt fedtindhold, lavt kulhydratindhold "ketogenic" kostvaner medføre påviselige ændringer i stofskiftet og efterfølgende vægttab.
Nu har forskere på Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) identificeret en central mekanisme bag denne vending, begivenhederne. Deres resultater, der vises i juni 2007-udgaven af Cell Metabolisme, viser, at en lever hormon kendt som FGF21 er forpligtet til at oxidere fedtsyrer - og dermed forbrænde kalorier.
"Når kosten er ekstremt lav i stivelse og sukker, blodsukkeret falde betydeligt, så muskler og hjerne er nødt til at vende sig mod alternative brændstoffer," forklarer ledende forfatter Eleftheria Maratos-Flier, MD, en efterforsker i Endokrinologisk Afdeling, diabetes og metabolisme på BIDMC og lektor i medicin ved Harvard Medical School. "Derfor er fedtsyrer nedbrydes i leveren og omdannes til ketoner, som derefter fungere som en vigtig energikilde."
Kendt som ketose, er denne metaboliske tilstand er karakteriseret ved et ekstremt lavt insulinniveau, som der ville opstå i perioder med faste eller sult, eller mens du spiser en low-carb diæt, som den populære Atkins diæt model.
For de sidste mange år har Maratos-Flier laboratorium blevet studeret fysiologiske tilstande af dyr forbruge forskellige typer af kost - herunder standard "dyr Chow" kost og kostvaner moderat høj i både fedt og kulhydrater, samt ketogen diæt. Og hun har fundet gennem sine eksperimenter, at selvom mus fodret med nøjagtig det samme antal kalorier, sammensætningen af kalorier får dem til at tage på i vægt på forskellige måder.
"Forskellene i vægtøgning afspejler forskelle i stofskifte," forklarer hun. "Disse, til gengæld resultere i hormonelle forandringer, der fører til forskellige disponeringen af kalorier."
I denne seneste papir, studerede Maratos-Flier og kolleger mus, der var blevet fodret med en ketogen diæt højt niveau i både mættet fedt og umættet fedt og stort set uden kulhydrater. "På trods af det høje fedtindhold i denne diæt fastholdt studiet dyr normale niveauer af cirkulerende lipider," forklarer hun. "Vi ønskede at lære, hvilke faktorer der kan være ansvarlig for at skabe denne tilstand, hvor forbrugte kalorier blev brændt af i leveren i stedet for at blive lagret som fedt."
Fordi de fysiologiske ændringer i dyrenes ikke syntes at kunne forklares ved typiske hormonelle tilsynsmyndighederne - neurotransmittere, der normalt regulerer appetitten - forskerne satte sig for at identificere, hvilke gener var unikke for denne ketogen fænotype, udforske muligheden for, at hepatocytter blev der spiller en aktiv rolle i processen.
Og ved hjælp af micoarray gen analyse, opdagede de, at deres fornemmelse var korrekt: FGF21, en lever-afledt fibroblast vækstfaktor genet, var signifikant forøget i de mus, der var blevet fodret med ketogen diæt.
"FGF21 tidligere var blevet identificeret som en potentiel metabolisk regulator af forskere ved Eli Lilly, som viste, at transgene mus, der overudtrykt FGF21 var beskyttet fra kost-induceret fedme, havde mindre fedtceller og havde mere brunt fedtvæv," siger Maratos-Flier. "Men lidt var faktisk kendt FGF21 er fysiologisk roller. Arbejde med Jeffrey Flier laboratorium, var vi i stand til at vise, at FGF21 er afgørende for fedtsyre oxidation. "