Τα σύγχρονα φάρμακα απώλειας βάρους έχουν φέρει επανάσταση στη θεραπεία της παχυσαρκίας, βοηθώντας πολλούς ανθρώπους να χάσουν σημαντικά ποσά βάρους. Αλλά αυτά τα φάρμακα έχουν συχνά ένα σημαντικό μειονέκτημα: μπορούν να μειώσουν τη μυϊκή μάζα. Τώρα, οι ερευνητές έχουν αποκαλύψει μια βιολογική διαδικασία που μπορεί μια μέρα να βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης και να ενισχύσει την ικανότητα του σώματος να καίει λίπος.
Επιστήμονες στο Ινστιτούτο Επιστήμης Weizmann εντόπισαν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται MTCH2, με το παρατσούκλι “Mitch”, η οποία φαίνεται να παίζει βασικό ρόλο στο πώς τα κύτταρα χειρίζονται την ενέργεια και αποθηκεύουν λίπος. Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη, ο Δρ Περιοδικό EMBOΗ ομάδα διαπίστωσε ότι η απενεργοποίηση αυτής της πρωτεΐνης στα ανθρώπινα κύτταρα αύξησε τον ρυθμό καύσης λίπους και υδατανθράκων και μείωσε τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων.
Τα ευρήματα βασίζονται σε προηγούμενη έρευνα σε ποντίκια που παρήγαγαν ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα. Τα ζώα που δεν είχαν Mitch στους μυς τους έγιναν σωματικά καλύτερα, ανέπτυξαν μεγαλύτερη αντοχή και ήταν σημαντικά ανθεκτικά στην παχυσαρκία.
Εκπληκτική ανακάλυψη σε ποντίκια
Πριν από αρκετά χρόνια, ο καθηγητής Atan Gross και οι συνεργάτες του έκαναν μια απροσδόκητη παρατήρηση ενώ μελετούσαν τον Mitch. Όταν οι ερευνητές κατέστειλαν την παραγωγή πρωτεΐνης στον μυϊκό ιστό των ποντικών, τα ζώα παρουσίασαν σημαντικές βελτιώσεις στη σύσταση του σώματος.
Τα ποντίκια όχι μόνο απέφυγαν την παχυσαρκία αλλά ανέπτυξαν και περισσότερες μυϊκές ίνες. Αυτές οι ίνες καταλαμβάνουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου και συνδέονται με βελτιωμένη αντοχή και αθλητική απόδοση. Τα ζώα είχαν καλύτερες επιδόσεις κατά τη διάρκεια των τεστ σωματικού στρες και επίσης έδειξαν βελτιωμένη καρδιακή λειτουργία.
Η ανακάλυψη εγείρει ένα σημαντικό ερώτημα. Πώς μπορεί η απενεργοποίηση μιας μεμονωμένης πρωτεΐνης να προστατεύσει από την παχυσαρκία και να αυξήσει τη σωματική αντοχή;
Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, οι ερευνητές έστρεψαν την προσοχή τους στα μιτοχόνδρια, μικροσκοπικές δομές μέσα στα κύτταρα που συχνά περιγράφονται ως οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας τους. Τα μιτοχόνδρια παράγουν την ενέργεια που χρειάζονται τα κύτταρα για να λειτουργήσουν και να διαδραματίσουν κεντρικό ρόλο στο μεταβολισμό, τη συλλογή χημικών διεργασιών που μετατρέπουν τα τρόφιμα σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια.
Πώς τα μιτοχόνδρια επηρεάζουν την καύση λίπους
Το σχήμα και η οργάνωση των μιτοχονδρίων μπορεί να αποκαλύψει πολλά για το πώς τα κύτταρα παράγουν ενέργεια.
Μερικές φορές τα μιτοχόνδρια συγκεντρώνονται σε μεγάλα διασυνδεδεμένα δίκτυα που παράγουν ενέργεια αποτελεσματικά. Σε άλλες περιπτώσεις, χωρίζονται σε μικρότερες μεμονωμένες μονάδες που είναι λιγότερο αποδοτικές. Όταν η παραγωγή ενέργειας είναι λιγότερο αποδοτική, τα κύτταρα αντισταθμίζουν καταναλώνοντας μεγαλύτερες ποσότητες καυσίμου, συμπεριλαμβανομένων λίπους, υδατανθράκων και πρωτεϊνών.
Μέσα από χρόνια έρευνας, η ομάδα του Gross στο Τμήμα Ανοσολογίας και Αναγεννητικής Βιολογίας του Weizmann ανακάλυψε ότι ο Mitch βοηθά στη ρύθμιση αυτής της διαδικασίας ρυθμίζοντας τη μιτοχονδριακή σύντηξη. Αυτό το εύρημα παρείχε μια πιθανή εξήγηση για τα ασυνήθιστα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν σε ποντίκια.
Το επόμενο βήμα ήταν να προσδιοριστεί εάν ο ίδιος μηχανισμός λειτουργεί στα ανθρώπινα κύτταρα.
Τι συμβαίνει όταν ο Μιτς μετακινείται;
Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τη διδακτορική φοιτήτρια Savita Chaurasia, χρησιμοποίησε τεχνικές γενετικής μηχανικής για την εξάλειψη των πρωτεϊνών Mitch από τα ανθρώπινα κύτταρα.
Τα αποτελέσματα ήταν δραματικά.
Χωρίς τον Mitch, το φυσιολογικό μιτοχονδριακό δίκτυο διασπάται σε ξεχωριστές μονάδες. Η παραγωγή ενέργειας γίνεται λιγότερο αποδοτική, αφήνοντας τα κύτταρα σε αυτό που οι ερευνητές περιγράφουν ως μια σταθερή κατάσταση ενεργειακού ελλείμματος.
Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται αβλαβές. Ωστόσο, όταν ο στόχος είναι να αυξηθεί η ενεργειακή δαπάνη και να μειωθεί η συσσώρευση λίπους, τέτοιες ανεπάρκειες μπορούν πραγματικά να λειτουργήσουν προς όφελος του σώματος. Τα κύτταρα που αγωνίζονται να παράγουν ενέργεια πρέπει να καταναλώνουν περισσότερα καύσιμα για να καλύψουν τις ανάγκες τους.
«Μετά την αφαίρεση του Mitch, τον οποίο δοκιμάζαμε κάθε λίγες ώρες, επηρέασε περισσότερες από 100 ουσίες που εμπλέκονται στο μεταβολισμό στα ανθρώπινα κύτταρα», εξηγεί η Chaurasia. “Είδαμε μια αύξηση στην κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία με την οποία τα κύτταρα χρησιμοποιούν οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια από θρεπτικά συστατικά όπως υδατάνθρακες και λίπη. Αυτό εξηγεί την αύξηση της μυϊκής αντοχής που παρατηρήθηκε σε προηγούμενα πειράματα με ποντίκια.”
Τα ανθρώπινα κύτταρα αρχίζουν να καταναλώνουν περισσότερο λίπος
Καθώς οι τροποποιημένες κυψέλες απαιτούν περισσότερη ενέργεια, αυξάνουν τη χρήση των διαθέσιμων πηγών καυσίμου.
Οι ερευνητές παρατήρησαν μεγαλύτερη διάσπαση των λιπών, των υδατανθράκων και των αμινοξέων. Βρήκαν επίσης μια σημαντική αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα παράγουν ενέργεια.
Τα φυσιολογικά κύτταρα συνήθως βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Αλλά τα κύτταρα με έλλειψη Mitch βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στο λίπος ως την κύρια πηγή καυσίμου τους.
«Ανακαλύψαμε ότι η διαγραφή του Mitch μείωσε τα λιπίδια της μεμβράνης», εξηγεί ο Gross. “Ταυτόχρονα, είδαμε μια αύξηση στην ποσότητα λίπους που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας και καταλάβαμε ότι το λίπος διασπάται από τη μεμβράνη και χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Με άλλα λόγια, δείξαμε ότι ο Mitch καθορίζει τη μοίρα του λίπους στα ανθρώπινα κύτταρα.”
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι ο Mitch δρα ως ένας σημαντικός ρυθμιστής που βοηθά στον προσδιορισμό του εάν το λίπος αποθηκεύεται ή καίγεται.
Εμποδίζει το σχηματισμό νέων λιποκυττάρων
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα άλλο σημαντικό αποτέλεσμα της αφαίρεσης του Mitch.
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι οι γυναίκες με παχυσαρκία έχουν υψηλότερα επίπεδα πρωτεΐνης. Αυτή η παρατήρηση οδήγησε την ομάδα να διερευνήσει εάν ο Mitch θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων.
Τα λιποκύτταρα προέρχονται από πρόδρομα κύτταρα γνωστά ως προγονικά κύτταρα. Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, αυτά τα ανώριμα κύτταρα συσσωρεύουν λίπος και γίνονται ώριμα κύτταρα που αποθηκεύουν λίπος μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται διαφοροποίηση.
Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν τον Mitch από τα προγονικά κύτταρα, η μετάβαση έγινε πιο δύσκολη.
«Όταν διαγράψαμε τον Mitch από τα προγονικά κύτταρα, ανακαλύψαμε ότι το περιβάλλον που δημιουργήθηκε σε αυτά τα κύτταρα δεν ήταν ευνοϊκό για νέα σύνθεση λίπους», εξηγεί ο Gross. “Η μείωση της ικανότητας σύνθεσης μεμβρανών εμποδίζει τα κύτταρα να αναπτυχθούν, να αναπτυχθούν και να φτάσουν στο σημείο όπου είναι δυνατή η διαφοροποίηση. Η διαδικασία εναπόθεσης λίπους απαιτεί μεγάλη ποσότητα διαθέσιμης ενέργειας, αλλά τα κύτταρα χωρίς mich έχουν έλλειψη ενέργειας. Επιπλέον, η έκφραση των γονιδίων που απαιτούνται για τη διαφοροποίηση καταστέλλεται. κύτταρα.”
Με άλλα λόγια, τα κύτταρα με έλλειψη Mitch όχι μόνο καίνε περισσότερο λίπος αλλά είναι επίσης λιγότερο ικανά να δημιουργήσουν νέα κύτταρα που αποθηκεύουν λίπος.
Μια πιθανή νέα κατεύθυνση για την έρευνα για την παχυσαρκία
Αν και η εργασία διεξήχθη σε κύτταρα και απέχει ακόμα πολύ από τη θεραπεία, τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν μια ισχυρή βιολογική οδό που επηρεάζει τόσο τη χρήση ενέργειας όσο και την αποθήκευση λίπους.
Αυξάνοντας την καύση λίπους και ταυτόχρονα περιορίζοντας τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων, η στόχευση του Mitch θα μπορούσε τελικά να προσφέρει στους ερευνητές μια νέα στρατηγική για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας. Η ανακάλυψη μπορεί επίσης να βοηθήσει στην αντιμετώπιση μιας από τις πιο επίμονες προκλήσεις που σχετίζονται με τη σύγχρονη θεραπεία απώλειας βάρους: τη διατήρηση υγιών μυών, ενώ αποβάλλει το υπερβολικό σωματικό λίπος.
Στη μελέτη συμμετείχαν ερευνητές από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann, το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια και το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Σαν Αντόνιο.
Ο καθηγητής Atan Gross είναι κάτοχος των Καθηγητών Marketa και Frederik Alexander. Η έρευνά του υποστηρίζεται από τον Amnon Soham.
