Sedem rokov pôsobil na jednej z najlepších technických univerzít na svete – Spolkovej vysokej technickej škole v Zürichu. Fyziológ Miroslav Baláž sa však rozhodol vrátiť na Slovensko a nedávno získal od donorov financie na to, aby sa so svojím výskumom hnedého tuku mohol uchádzať o prestížny európsky ERC grant.
Miroslav Baláž. Foto: archív Miroslava Baláža
Vo vašom výskume sa zameriavate na hnedé tukové tkanivo. Má ho každý človek?
Hnedé tukové tkanivo je prítomné u každého novorodenca a zabezpečuje jeho ochranu pred chladom. Až donedávna sme si mysleli, že postupne s vekom zaniká a u dospelého človeka prítomné nie je.
Kedy sa zistilo, že ho majú aj dospelí?
Až v roku 2009. Hnedé tukové tkanivo máme aj v dospelosti, avšak u väčšiny z nás je neaktívne, keďže žijeme v termoneutrálnych podmienkach a jeho prirodzenú funkciu nevyužívame.
V odpovedi na chlad sa jeho aktivita zvyšuje a výskum ukázal, že je častejšie prítomné u žien ako u mužov a s obezitou a vekom sa jeho výskyt znižuje. Výskum taktiež ukázal, že ľudia žijúci v polárnych oblastiach majú viac aktívneho hnedého tuku ako my.
Aká je funkcia hnedého tuku v tele v porovnaní s bielym?
Úlohou bieleho tukového tkaniva je uskladňovať prebytočnú energiu v podobe tukových kvapôčok a poskytovať mastné kyseliny ako zdroj energie pre ostatné bunky a tkanivá v čase, keď je energie nedostatok.
Hnedé tukové tkanivo túto uskladnenú energiu dokáže využívať na tvorbu tepla. Tu sa však úloha tukového tkaniva ani zďaleka nekončí, keďže je zdrojom dôležitých hormónov, ktoré ovplyvňujú množstvo fyziologických a metabolických procesov v našom tele.
Kto ho má, je chudší a zdravší
Keď má niekto viac hnedého tuku, znamená to, že mu bude menej zima?
Viaceré štúdie ukázali, že ľudia, ktorí sa pravidelne vystavujú chladu, pociťujú teplotný komfort pri nižšej teplote. Chlad spúšťa v našom tele veľmi komplexnú fyziologickú odpoveď, ktorej úlohou je zabezpečiť adaptáciu na chlad. Jej súčasťou je aj aktivácia hnedého tukového tkaniva, ktoré prispieva k tvorbe tepla a chráni dôležité orgány pred podchladením.
Bude človek s väčším objemom hnedého tuku tiež chudší?
Tvorba tepla je energeticky náročný proces a hnedé tukové tkanivo naň získava energiu spaľovaním veľkého množstva tuku a cukru. Klinické štúdie jasne ukazujú, že ľudia, ktorí majú viac aktívneho hnedého tuku, sú chudší a zdravší.
Dá sa zistiť, koľko má človek hnedého tuku v tele?
Dá sa to stanoviť pomocou pozitrónovej emisnej tomografie a počítačovej tomografie. Pri tomto vyšetrení sa injekčne podá rádioaktívne značená 18F-fluorodeoxyglukóza a sledujeme, kde sa v tele vychytá.
Keďže aktívne hnedé tukové tkanivo vychytáva veľké množstvo glukózy, hromadí sa v ňom aj jej rádioaktívne značená forma. Pomocou tejto metódy je možné vizualizovať aj kvantifikovať množstvo hnedého tukového tkaniva.
Môže byť táto informácia pre človeka užitočná?
Táto informácia nemá pre bežného človeka veľký význam, no pre nás vedcov áno.
Hnedý tuk a otužovanie
Hnedý tuk sa spomínal aj pri metóde Wima Hofa. Pomáha otužovanie zvýšiť objem hnedého tuku v tele? A musí to byť pravidelné otužovanie?
Hnedé tukové tkanivo sa vyvinulo, aby nás chránilo pred chladom. Chlad je preto hlavným spúšťačom jeho aktivity. V našich štúdiách dobrovoľníkov vystavujeme miernemu chladu v rozmedzí 16 až 18 stupňov Celzia po dobu niekoľkých hodín.
Pri tejto teplote sa aktivuje tvorba tepla len v tukovom tkanive, zatiaľ čo pri nižších teplotách sa aktivuje tvorba tepla aj vo svale, ktorú pociťujeme ako svalový tras. Pravidelné otužovanie zvyšuje aktivitu hnedého tukového tkaniva, aj preto nachádzame v zime viac aktívneho hnedého tuku u dobrovoľníkov v našich štúdiách.
Miroslav Baláž (vpravo) s CEO Esetu Richardom Markom. Foto: ESET Science Award/Peter Kiska
Grant ERC zatiaľ získal jediný Slovák
Ako inak si ešte človek môže zvýšiť objem hnedého tuku ako chladom?
Existujú niektoré zložky potravy, ktoré aktivujú hnedé tukové tkanivo, napríklad polyfenoly prítomné v červenom víne, kapsaicín, ktorý je štipľavou zložkou papriky, ale aj mentol.
Uchádzate sa o prestížny európsky grant ERC, ktorý sa doteraz podarilo získať iba jedinému vedcovi zo Slovenska – chemikovi Jánovi Tkáčovi. Čo je cieľom vášho výskumu?
Objasniť molekulárne mechanizmy, ktoré kontrolujú aktiváciu hnedého tukového tkaniva a využiť tento prirodzený mechanizmus na zvýšenie aktivity bieleho tukového tkaniva.
Vieme totiž z nášho výskumu na myšiach, že biele tukové bunky sa môžu premeniť na takzvané béžové tukové bunky, ktoré sú veľmi podobné tým hnedým. Dokážu spáliť veľké množstvo energie a chrániť nás jednak pred chladom, ale aj pred rozvojom obezity a metabolických ochorení.
Znamená to, že by to mohlo smerovať aj k tabletke na chudnutie?
Hľadáme spôsob, ako túto premenu dosiahnuť u človeka a súčasťou nášho výskumu je aj identifikácia nových terapeutických možností.
Aké sú podľa vás tri najväčšie výzvy pri výskume tukového tkaniva?
Najväčšou je objavenie spôsobu, ako zvýšiť jeho metabolickú aktivitu. Tvorí totiž podstatnú časť nášho tela, preto aj mierne zvýšenie jeho aktivity môže mať výrazný pozitívny vplyv na zdravie človeka.
Druhou veľkou výzvou je pochopenie fenoménu takzvanej zdravej obezity, kedy sa u obéznych pacientov nevyvinú metabolické poruchy, ale naopak zostávajú po metabolickej stránke zdraví napriek nadmernému nahromadeniu tuku v tele.
Treťou dôležitou výzvou je objasnenie funkcie jednotlivých podtypov tukových buniek. Vďaka nášmu výskumu totiž vieme, že tukové bunky nie sú len biele, hnedé a béžové, ale aj v rámci týchto troch typov rozlišujeme viaceré podtypy tukových buniek, ktoré plnia rôzne funkcie.
Peniaze na rozbeh tímu
Po rokoch strávených v špičkovom pracovisku vo Švajčiarsku ste sa vrátili na Slovensko. Z pohľadu vedca – čo bolo zatiaľ najhoršie prekvapenie, ktoré vás po návrate čakalo?
Najviac ma sklamala moja prvá skúsenosť so žiadaním o financie na zriadenie vlastného výskumného tímu. Je smutné, že na Slovensku kvalita stále nie je jediným kritériom úspechu pri prideľovaní financií na výskum. Kvalitní uchádzači sú účelovo vyraďovaní z hodnotenia, pretože prílišný úspech sa u nás jednoducho nenosí.
Ešte stále sa nám nepodarilo zbaviť neduhov, ktoré sa s našimi výskumnými a akademickými inštitúciami vlečú od čias komunizmu.
A príjemné prekvapenie?
V Zürichu som si zvykol na vynikajúce podmienky pre výskum a, pravdupovediac, mal som obavy, či budem môcť v mojom výskume plnohodnotne pokračovať na Slovensku. Bol som však veľmi pozitívne prekvapený z podmienok v Biomedicínskom centre Slovenskej akadémie vied.
Myslím si, že vedenie tejto inštitúcie odvádza skvelú prácu, hoci neustále zápasí s nedostatočným financovaním a množstvom byrokracie. Veľmi pozitívne ma prekvapilo aj rozhodnutie Nadácie ESET podporiť môj výskum a snahu získať ERC grant.
Od Nadácie ESET a súkromných donorov ste získali finančnú podporu 110-tisíc eur. Na čo tieto financie použijete?
Dar prichádza v čase, kedy financie na výskum potrebujem azda najviac, keďže zakladám svoj vlastný výskumný tím v Biomedicínskom centre SAV. Tieto prostriedky mi umožnia zakúpiť prístroje a vybavenie potrebné na výskum hnedého tukového tkaniva a získať predbežné výsledky, ktoré poslúžia ako základ pre moju žiadosť o granty Európskej rady pre výskum.
