Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι κατανοούσαν μία από τις βασικές πρωτεΐνες του σώματος που καίει λίπος. Γνωστή ως ορμονοευαίσθητη λιπάση ή HSL, το ένζυμο θεωρείται ότι λειτουργεί κυρίως ως διακόπτης καυσίμου έκτακτης ανάγκης του σώματος, βοηθώντας στην απελευθέρωση του αποθηκευμένου λίπους όταν η ενέργεια είναι χαμηλή.
Όμως οι ερευνητές ανακάλυψαν κάτι απροσδόκητο. Το HSL δεν δρούσε μόνο στην επιφάνεια των σταγονιδίων λίπους μέσα στα λιποκύτταρα. Δούλευε βαθιά στον πυρήνα αυτών των κυττάρων, όπου αποθηκεύεται το DNA και ρυθμίζεται η ζωτική γενετική δραστηριότητα. Η ανακάλυψη αποκάλυψε μια εντελώς διαφορετική πτυχή της έρευνας των επιστημόνων πρωτεϊνών από τη δεκαετία του 1960.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Κυτταρικός μεταβολισμόςΗ έρευνα για την παχυσαρκία βοήθησε να λυθεί ένα μακροχρόνιο μυστήριο και άνοιξε νέες κατευθύνσεις για την κατανόηση του διαβήτη, των καρδιακών παθήσεων και άλλων μεταβολικών διαταραχών.
Τα λιπώδη κύτταρα κάνουν πολύ περισσότερα από το να αποθηκεύουν θερμίδες
Τα λιποκύτταρα, που ονομάζονται επίσης λιποκύτταρα, θεωρούνται συχνά ως παθητικά δοχεία αποθήκευσης για τις υπερβολικές θερμίδες. Στην πραγματικότητα, είναι πολύ ενεργά κύτταρα που βοηθούν στη ρύθμιση ολόκληρου του ενεργειακού συστήματος του σώματος.
Μέσα στα λιποκύτταρα, το λίπος συσσωρεύεται σε δομές που ονομάζονται σταγονίδια λιπιδίων. Όταν το σώμα χρειάζεται καύσιμα μεταξύ των γευμάτων ή κατά τη διάρκεια της νηστείας, ορμόνες όπως η αδρεναλίνη πυροδοτούν την απελευθέρωση αυτής της αποθηκευμένης ενέργειας. Το HSL παίζει κεντρικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία διασπώντας τα τριγλυκερίδια σε λιπαρά οξέα που άλλα όργανα μπορούν να χρησιμοποιήσουν ως καύσιμο.
Οι επιστήμονες υποθέτουν εδώ και καιρό ότι η αφαίρεση του HSL θα αποτρέψει τη διάσπαση του λίπους και θα οδηγούσε σε παχυσαρκία. Παραδόξως, δεν το έκανε.
Μελέτες τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους με μεταλλάξεις στο γονίδιο HSL έδειξαν αντίθετα αποτελέσματα. Αντί να συσσωρεύουν υπερβολικό λίπος, αναπτύσσουν λιποδυστροφία, μια σπάνια πάθηση κατά την οποία το σώμα χάνει υγιή λιπώδη ιστό.
Αυτή η αντίφαση προβληματίζει τους ερευνητές εδώ και χρόνια.
Η παχυσαρκία και η επικίνδυνη απώλεια λίπους μοιράζονται παρόμοια προβλήματα
Αν και η παχυσαρκία και η λιποδυστροφία φαίνονται εντελώς διαφορετικά, μπορεί να προκαλέσουν παρόμοιες επιπλοκές στην υγεία.
Στην παχυσαρκία, ο λιπώδης ιστός διευρύνεται και δυσλειτουργεί. Στη λιποδυστροφία, το σώμα δεν έχει αρκετό λιπώδη ιστό για να λειτουργήσει σωστά. Και στις δύο περιπτώσεις, τα λιποκύτταρα αποτυγχάνουν να ρυθμίσουν κανονικά την ενέργεια, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στην αντίσταση στην ινσουλίνη, τον διαβήτη τύπου 2, τη λιπώδη νόσο του ήπατος, τη φλεγμονή και τα καρδιαγγειακά προβλήματα.
Αυτή η επικάλυψη υποδηλώνει ότι ο υγιής λιπώδης ιστός δεν έχει να κάνει μόνο με το πόσο λίπος μεταφέρει το σώμα. Η ποιότητα και η λειτουργία των λιποκυττάρων μπορεί να είναι εξίσου σημαντικές.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Καρδιαγγειακών και Μεταβολικών Νοσημάτων (I2MC) στο Πανεπιστήμιο της Τουλούζης ήθελαν να καταλάβουν γιατί η απώλεια του HSL προκαλεί τη διάσπαση του λιπώδους ιστού αντί να συσσωρεύεται. Αυτό που βρήκαν άλλαξε την επιστημονική εικόνα του μεταβολισμού του λίπους.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το HSL μέσα στον κυτταρικό πυρήνα
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Dominique Langin ανακάλυψε ότι το HSL βρισκόταν σε ένα απροσδόκητο μέρος μέσα στα λιποκύτταρα: τον πυρήνα.
Ο πυρήνας λειτουργεί ως το κέντρο ελέγχου του κυττάρου. Περιέχει DNA και ελέγχει ποια γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται. Οι πρωτεΐνες που βρίσκονται στον πυρήνα συχνά βοηθούν στη ρύθμιση της κυτταρικής ανάπτυξης, επισκευής, μεταβολισμού και επικοινωνίας.
«Στον πυρήνα των λιποκυττάρων, το HSL μπορεί να συσχετιστεί με πολλές άλλες πρωτεΐνες και να συμμετάσχει σε ένα πρόγραμμα που διατηρεί τις βέλτιστες ποσότητες λιπώδους ιστού και διατηρεί τα λιποκύτταρα «υγιή»», εξήγησε ο Τζέρεμι Ντιφάου, συν-συγγραφέας της μελέτης.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το πυρηνικό HSL φαίνεται να βοηθά στη ρύθμιση σημαντικών κυτταρικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένης της μιτοχονδριακής δραστηριότητας και της εξωκυτταρικής μήτρας, η οποία παρέχει δομική υποστήριξη για τους ιστούς.
Τα μιτοχόνδρια αποκαλούνται συχνά η μονάδα παραγωγής ενέργειας του κυττάρου επειδή παράγουν ενέργεια. Η εξωκυτταρική μήτρα βοηθά στη διατήρηση του σχήματος και της ακεραιότητας των ιστών. Τα προβλήματα και στα δύο συστήματα έχουν συνδεθεί με την παχυσαρκία, τη φλεγμονή και τις μεταβολικές ασθένειες.
Μια πρωτεΐνη με δύο πολύ διαφορετικές λειτουργίες
Η έρευνα έχει δείξει ότι το HSL συμπεριφέρεται διαφορετικά ανάλογα με το πού βρίσκεται μέσα στο κύτταρο.
Στα σταγονίδια λιπιδίων, το HSL δρα ως ένζυμο που βοηθά στην απελευθέρωση λίπους που αποθηκεύεται κατά τη διάρκεια της νηστείας ή της άσκησης. Στον πυρήνα, ωστόσο, φαίνεται να λειτουργεί ως ρυθμιστής που βοηθά στη διατήρηση υγιούς λιπώδους ιστού.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι η ποσότητα του HSL μέσα στον πυρήνα αλλάζει ως απόκριση στη μεταβολική κατάσταση του σώματος.
Κατά τη διάρκεια της νηστείας, η αδρεναλίνη ενεργοποιεί το HSL και το διώχνει από τον πυρήνα, ώστε να μπορεί να βοηθήσει στην αποθήκευση λίπους. Σε παχύσαρκα ποντίκια που τρέφονταν με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά, τα επίπεδα πυρηνικής HSL αυξήθηκαν.
Η κίνηση της πρωτεΐνης φαίνεται να ρυθμίζεται από μονοπάτια σηματοδότησης που περιλαμβάνουν TGF-β και SMAD3, μόρια που είναι ήδη γνωστό ότι επηρεάζουν τη φλεγμονή, την αναδιαμόρφωση των ιστών και τη μεταβολική νόσο.
Οι επιστήμονες βρήκαν επίσης στοιχεία ότι το πυρηνικό HSL αλληλεπιδρά με πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην έκφραση γονιδίων και στην επεξεργασία του RNA, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να επηρεάσει άμεσα τον τρόπο λειτουργίας των λιποκυττάρων σε γενετικό επίπεδο.
Γιατί η ανακάλυψη έχει σημασία
Τα αποτελέσματα εξηγούν γιατί η πλήρης ανεπάρκεια HSL προκαλεί λιποδυστροφία και όχι παχυσαρκία. Χωρίς HSL στον πυρήνα, τα λιποκύτταρα χάνουν την ικανότητά τους να παραμένουν υγιή και να διατηρούν σωστά τον λιπώδη ιστό.
«Το HSL είναι γνωστό ως ένζυμο που κινητοποιεί το λίπος από τη δεκαετία του 1960. Αλλά τώρα γνωρίζουμε ότι παίζει ουσιαστικό ρόλο στον πυρήνα των λιποκυττάρων, όπου βοηθά στη διατήρηση υγιούς λιπώδους ιστού», είπε ο Langin.
Η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα γιατί ορισμένες θεραπείες παχυσαρκίας πετυχαίνουν ενώ άλλες αποτυγχάνουν. Πολλές τρέχουσες θεραπείες επικεντρώνονται κυρίως στη μείωση της λιπώδους μάζας. Ωστόσο, η έρευνα δείχνει ότι η διατήρηση της υγιούς λειτουργίας του λιπώδους ιστού μπορεί να είναι εξίσου σημαντική.
Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν όλο και περισσότερο ότι ο λιπώδης ιστός λειτουργεί ως ένα πολύπλοκο ενδοκρινικό όργανο που επικοινωνεί με τον εγκέφαλο, το συκώτι, τους μύες και το ανοσοποιητικό σύστημα μέσω ορμονών και μορίων σηματοδότησης. Ο δυσλειτουργικός λιπώδης ιστός μπορεί να διαταράξει το σώμα πέρα από την αύξηση βάρους και μόνο.
Η παχυσαρκία παραμένει μια παγκόσμια πρόκληση για την υγεία
Η έρευνα έρχεται καθώς τα ποσοστά παχυσαρκίας αυξάνονται παγκοσμίως. Σύμφωνα με παγκόσμιους υπολογισμούς, δισεκατομμύρια άνθρωποι είναι πλέον υπέρβαροι ή παχύσαρκοι, αυξάνοντας τον κίνδυνο διαβήτη, καρδιακών παθήσεων, εγκεφαλικού, υπνικής άπνοιας και ορισμένων μορφών καρκίνου.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η κατανόηση του πώς οι πρωτεΐνες τύπου HSL ρυθμίζουν την υγεία των λιποκυττάρων θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο στοχευμένες θεραπείες για μεταβολικές ασθένειες.
Αντί να προσπαθεί απλώς να εξαλείψει το λίπος, οι μελλοντικές θεραπείες μπορεί να επικεντρωθούν στην αποκατάσταση της φυσιολογικής λειτουργίας των λιποκυττάρων και στην προστασία των βιολογικών συστημάτων που διατηρούν τον λιπώδη ιστό υγιή καταρχήν.
