Για τους επιστήμονες, η προσπάθεια κατά των περιττών κιλών ξεκινάει σε κυτταρικό επίπεδο, μακριά από τη ζυγαριά. Νέες ανακαλύψεις αποκαλύπτουν έναν άγνωστο μηχανισμό που μπορεί να αλλάξει την κατανόησή μας για τον μεταβολισμό, προσφέροντας προοπτικές για πιο ασφαλείς και αποτελεσματικές θεραπείες. Ο στόχος δεν είναι μόνο η απώλεια βάρους, αλλά και η αλλαγή στον τρόπο που το σώμα διαχειρίζεται την ενέργεια.
Η επαναστατική πρωτεΐνη για την απώλεια βάρους και την καύση λίπους
Πριν από περίπου δέκα χρόνια, μια νέα γενιά φαρμάκων για την απώλεια βάρους υποσχέθηκε πιο υγιείς και αδύνατους ανθρώπους. Ωστόσο, υπήρχε μια παγίδα: αν και αυτά τα φάρμακα βοηθούσαν στη μείωση του σωματικού λίπους, προκαλούσαν επίσης απώλεια μυϊκής μάζας.
Τώρα, οι επιστήμονες μπορεί να βρουν τον δρόμο προς μια νέα ανακάλυψη. Ο καθηγητής Atan Gross από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann και η ομάδα του ανακάλυψαν μια πρωτεΐνη στα μυϊκά κύτταρα που ονομάζεται MTCH2 (ή “Mitch”), η οποία διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στον μεταβολισμό. Όταν απενεργοποίησαν το γονίδιο Mitch σε ποντίκια, παρατήρησαν μια εκπληκτική αντίδραση: τα ζώα όχι μόνο έγιναν ανθεκτικά στην παχυσαρκία, αλλά και η αντοχή τους βελτιώθηκε, χάρη σε μια σημαντική αύξηση της μεταβολικής δραστηριότητας.
Αξιοποιώντας αυτή την ανακάλυψη, η ομάδα του Gross προχώρησε σε περαιτέρω έρευνα. Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο The EMBO Journal, διαπίστωσαν ότι η απενεργοποίηση του Mitch σε ανθρώπινα κύτταρα ενίσχυε την καύση λίπους και υδατανθράκων, ενώ ακινητοποιούσε την παραγωγή νέων λιποκυττάρων.
Στις πειραματικές μελέτες με ποντίκια, τα αποτελέσματα ήταν εξίσου εντυπωσιακά. Τα ποντίκια όχι μόνο απέφυγαν να πάρουν βάρος, αλλά ανέπτυξαν περισσότερες μυϊκές ίνες, οι οποίες καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου και αυξάνουν την αντοχή.
Αυτές οι θετικές αλλαγές βελτίωσαν τόσο την απόδοση σε δοκιμές αντοχής όσο και την καρδιακή λειτουργία, αλλά οι ερευνητές βρέθηκαν αντιμέτωποι με ένα αίνιγμα: Πώς η απενεργοποίηση μιας μόνο πρωτεΐνης μπορεί να προστατεύσει το σώμα από την παχυσαρκία και να ενισχύσει τη μυϊκή αντοχή; Η αναζήτηση απαντήσεων ήρθε από την εξερεύνηση των μιτοχονδρίων, των μικροσκοπικών οργανιδίων που παράγουν ενέργεια και καθοδηγούν τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Η σημασία των μιτοχονδρίων στον μεταβολισμό
Διαπιστώνουμε πολλά για τα μιτοχόνδρια απλά παρατηρώντας τη μορφή και την κατανομή τους μέσα στο κύτταρο. Αυτά τα οργανίδια μπορούν να συγχωνεύονται, δημιουργώντας ένα εκτεταμένο δίκτυο παραγωγής ενέργειας που είτε είναι πολύ αποδοτικό είτε λειτουργεί ως ξεχωριστά οργανίδια με λιγότερη αποτελεσματικότητα. Για να αντισταθμίσουν τη μείωση της αποδοτικότητας, αυτά τα οργανίδια πρέπει να χρησιμοποιούν διάφορες πηγές ενέργειας – όπως λίπος, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες – με αυξημένο ρυθμό.
Η ομάδα του Gross στο Τμήμα Ανοσολογίας και Αναγεννητικής Βιολογίας του Weizmann ανακάλυψε ότι ο Mitch είναι ένας από τους κύριους ρυθμιστές της μιτοχονδριακής σύντηξης. Ωστόσο, η απενεργοποίηση του Mitch θα έχει παρόμοια αποτελέσματα και στους ανθρώπους;
Σε νέα έρευνα, οι ερευνητές, υπό την καθοδήγηση της Sabita Chourasia, διερεύνησαν τι συμβαίνει στα ανθρώπινα κύτταρα όταν η πρωτεΐνη Mitch διαγράφεται γενετικά. Διαπίστωσαν ότι το μιτοχονδριακό δίκτυο καταρρέει, τα οργανίδια διαχωρίζονται, η ενεργειακή απόδοση μειώνεται και το κύτταρο enters a permanent energy deprivation state.
Αυτό μπορεί να φαίνεται τρομακτικό, αλλά μερικές φορές η έλλειψη ενέργειας μπορεί να είναι ευεργετική – για παράδειγμα, όταν στόχος είναι να περιοριστεί η υπερκατανάλωση τροφής ή να προωθηθεί η χρήση αποθεμάτων λίπους.
«Αφού διαγράψαμε τον Mitch, παρακολουθήσαμε κάθε λίγες ώρες την επίδραση σε πάνω από 100 μεταβολικές ουσίες στα ανθρώπινα κύτταρα», λέει η Δρ. Chourasia. «Παρατηρήσαμε αύξηση στην κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας από θρεπτικά συστατικά χρησιμοποιώντας οξυγόνο, εξηγώντας την βελτίωση της μυϊκής αντοχής σε πειράματα με ποντίκια.»
Καύση λίπους, όχι μόνο θερμίδων
Για να αυξήσουν τον ρυθμό αναπνοής τους, τα κύτταρα απαιτούν περισσότερα θρεπτικά συστατικά ως καύσιμο στην ενεργειακή παραγωγή. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η αυξημένη ζήτηση καυσίμου από τα ανθρώπινα κύτταρα με διαγραμμένο Mitch τα έκανε να «καίνε» περισσότερες ουσίες όπως λίπη, υδατάνθρακες και αμινοξέα.
Επιπλέον, ενόσω οι φυσιολογικά λειτουργούντα κύτταρα χρησιμοποιούν περισσότερους υδατάνθρακες και πρωτεΐνες αντί των λιπών για ενέργεια, τα κύτταρα χωρίς Mitch αποκτούν ενέργεια κυρίως από λίπος.
«Ανακαλύψαμε ότι η διαγραφή του Mitch οδήγησε σε σημαντική μείωση των λιπών στις κυτταρικές μεμβράνες, ενώ ταυτόχρονα παρατηρήσαμε αύξηση των λιπαρών ουσιών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας, αποδεικνύοντας ότι ο Mitch καθορίζει την τύχη του λίπους στα ανθρώπινα κύτταρα», εξηγεί ο Δρ. Gross.
Στο επόμενο στάδιο της μελέτης, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η συμμετοχή του Mitch στη συσσώρευση λίπους είναι περισσότερο σημαντική. Γνωρίζοντας ότι οι γυναίκες με παχυσαρκία έχουν αυξημένα επίπεδα Mitch, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι η πρωτεΐνη αυτή είναι ζωτικής σημασίας όχι μόνο για τη μιτοχονδριακή σύντηξη αλλά και για τη διαφοροποίηση των λιποκυττάρων, όπου τα προγονικά κύτταρα συσσωρεύουν λίπος και μετατρέπονται σε ώριμα λιποκύτταρα.
«Όταν διαγράψαμε τον Mitch από τα προγονικά κύτταρα, ανακαλύψαμε ότι το περιβάλλον τους δεν ευνοούσε τη σύνθεση νέων λιπών, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ικανότητά τους να διαφοροποιούνται», σημειώνει ο Δρ. Gross.
«Η διαδικασία συσσώρευσης λίπους απαιτεί μεγάλη ανάλωση ενέργειας, αλλά σε κύτταρα χωρίς Mitch παρατηρείται έλλειψη ενέργειας. Επιπλέον, οι γονιδιακές εκφράσεις που απαιτούνται για τη διαφοροποίηση καταστέλλονται, ελαττώνοντας τη συσσώρευση λίπους.»
Αυτές οι υποσχόμενες ανακαλύψεις έχουν οδηγήσει το εργαστήριο του Gross να εργάζεται, σε συνεργασία με την Bina – τη μονάδα μεταφραστικής έρευνας του Ινστιτούτου Weizmann – για την ανάπτυξη ενός νέου μικρού μορίου που αναστέλλει τον Mitch, προσδοκώντας να αποτελέσει αποτελεσματική θεραπεία για την παχυσαρκία.
πηγή: oloygeia.gr
Έλλειψη βιταμίνης D στα νεογέννητα – Πώς αυξάνει τις πιθανότητες για αυτισμό, ΔΕΠΥ και σχιζοφρένεια
