Zinātnieki atklāj olbaltumvielu slēdzi, kas sadedzina taukus un bloķē jaunu tauku šūnu veidošanos
Veicot pētījumu ar cilvēka šūnām, Veicmaņa Zinātnes institūta pētnieki atklāja, ka olbaltumviela MTCH2 jeb “Mičs” darbojas kā slēdzis – tās izslēgšana liek organismam dedzināt vairāk tauku un vienlaikus kavē jaunu tauku šūnu rašanos. Atklājums var pavērt ceļu jaunām aptaukošanās ārstēšanas metodēm.
Olbaltumviela, kas lemj tauku likteni
Mūsdienu svara samazināšanas zāles ir palīdzējušas daudziem cilvēkiem zaudēt ievērojamu svaru, tomēr tās bieži samazina arī muskuļu masu. Tagad Veicmaņa Zinātnes institūta pētnieki ir identificējuši bioloģisku mehānismu, kas nākotnē varētu palīdzēt risināt šo problēmu un vienlaikus veicināt tauku dedzināšanu. Zinātnieki atklāja olbaltumvielu MTCH2 jeb “Miču”, kas, kā izrādās, būtiski ietekmē šūnu enerģijas regulāciju un tauku uzkrāšanu. Pētījumā, kas publicēts žurnālā EMBO Journal, komanda konstatēja, ka šīs olbaltumvielas atslēgšana cilvēka šūnās palielina tauku un ogļhidrātu dedzināšanas ātrumu, vienlaikus samazinot jaunu tauku šūnu veidošanos.
Pārsteidzošs atklājums pelēm
Jau pirms vairākiem gadiem profesora Atana Grosa grupa, pētot Miču pelēm, novēroja negaidītu rezultātu. Kad pētnieki apturēja šīs olbaltumvielas ražošanu peļu muskuļu audos, dzīvniekiem ievērojami uzlabojās ķermeņa sastāvs – tie ne tikai nepieņēmās svarā, bet arī attīstīja vairāk muskuļu šķiedru. Šīs šķiedras patērē lielu daudzumu skābekļa un ir saistītas ar uzlabotu izturību un fizisko sniegumu. Peles fiziskajos testos uzrādīja labākus rezultātus un uzlabojās arī viņu sirds funkcija. Rodas jautājums: kā viena proteīna atslēgšana var gan pasargāt no aptaukošanās, gan palielināt fizisko izturību?
Mitohondriju loma
Lai atbildētu uz šo jautājumu, pētnieki pievērsās mitohondrijiem – šūnu enerģijas spēkstacijām. Mitohondriju forma un organizācija var daudz pastāstīt par to, kā šūnas ražo enerģiju. Dažkārt tie saplūst lielos savstarpēji savienotos tīklos, kas efektīvi ģenerē enerģiju, citkārt tie paliek atsevišķas mazākas vienības, kas ir mazāk efektīvas. Kad enerģijas ražošana kļūst mazāk efektīva, šūnas kompensē, patērējot vairāk degvielas, tostarp tauku, ogļhidrātu un olbaltumvielu. Grosa komanda atklāja, ka Mičs palīdz kontrolēt šo procesu, regulējot mitohondriju saplūšanu.
Eksperimenti ar cilvēka šūnām
Jaunā pētījumā, ko vadīja doktorante Sabita Čaurasija, pētnieki izmantoja gēnu inženieriju, lai izslēgtu Miču cilvēka šūnās. Rezultāti bija iespaidīgi: bez Miča normālais mitohondriju tīkls sadalījās atsevišķās vienībās. Enerģijas ražošana kļuva mazāk efektīva, atstājot šūnas pastāvīgā enerģijas deficītā. Lai gan tas varētu šķist kaitīgi, šāda neefektivitāte patiesībā var nākt par labu, ja mērķis ir palielināt enerģijas patēriņu un samazināt tauku uzkrāšanos. “Pēc Miča dzēšanas mēs ik pēc dažām stundām pārbaudījām ietekmi uz vairāk nekā 100 vielām, kas piedalās šūnu vielmaiņā,” skaidro Čaurasija. “Mēs novērojām šūnu elpošanas palielināšanos – procesu, kurā šūna ražo enerģiju no barības vielām, piemēram, ogļhidrātiem un taukiem, izmantojot skābekli. Tas izskaidro muskuļu izturības pieaugumu iepriekšējos eksperimentos ar pelēm.”
Tauki kā galvenais degvielas avots
Tā kā izmainītajām šūnām bija nepieciešams vairāk enerģijas, tās palielināja pieejamo degvielas avotu patēriņu. Pētnieki novēroja lielāku tauku, ogļhidrātu un aminoskābju sadalīšanos. Īpaši nozīmīgas bija izmaiņas enerģijas ražošanā. Parastās šūnas galvenokārt izmanto ogļhidrātus un olbaltumvielas, bet šūnas bez Miča daudz vairāk paļāvās uz taukiem kā primāro degvielu. “Mēs atklājām, ka Miča dzēšana izraisīja ievērojamu tauku samazināšanos membrānās,” skaidro Gross. “Vienlaikus mēs redzējām tauku vielu pieaugumu, ko izmanto enerģijas ražošanai, un sapratām, ka tauki no membrānām tiek sadalīti, lai tos izmantotu kā degvielu. Citiem vārdiem, mēs parādījām, ka Mičs nosaka tauku likteni cilvēka šūnās.”
Jaunu tauku šūnu veidošanās bloķēšana
Pētnieki atklāja vēl vienu svarīgu efektu. Iepriekšējie pētījumi bija parādījuši, ka sievietēm ar aptaukošanos ir paaugstināts Miča līmenis. Tas mudināja komandu pārbaudīt, vai Mičs ietekmē arī jaunu tauku šūnu veidošanos. Tauku šūnas rodas no priekšteču šūnām, kas noteiktos apstākļos uzkrāj taukus un pārvēršas par nobriedušām tauku uzkrājošām šūnām – procesu sauc par diferenciāciju. Kad pētnieki izslēdza Miču no priekšteču šūnām, šī pārvēršanās kļuva daudz grūtāka. “Atklājām, ka vidē, ko rada šūnas bez Miča, nav labvēlīga jaunu tauku sintēzei,” skaidro Gross. “Mazināta spēja sintezēt membrānas neļauj šūnām augt, attīstīties un sasniegt stāvokli, kurā diferenciācija ir iespējama. Tauku uzkrāšanas process prasa lielu daudzumu pieejamās enerģijas, bet šūnās bez Miča valda enerģijas trūkums. Turklāt tiek nomākta diferenciācijai nepieciešamo gēnu ekspresija un trūkst šim procesam būtisku vielu. Rezultātā samazinās jaunu tauku šūnu diferenciācija un tauku uzkrāšanās.”
Potenciāls jaunai pieejai aptaukošanās ārstēšanā
Lai gan pētījums veikts tikai šūnās un vēl ir tālu no ārstēšanas metodes, atklājums atklāj spēcīgu bioloģisku ceļu, kas ietekmē gan enerģijas izmantošanu, gan tauku uzkrāšanu. Palielinot tauku dedzināšanu un vienlaikus ierobežojot jaunu tauku šūnu veidošanos, Miča mērķēšana varētu sniegt pētniekiem jaunu stratēģiju cīņai pret aptaukošanos. Šis atklājums var arī palīdzēt risināt vienu no lielākajām mūsdienu svara zaudēšanas terapiju problēmām – saglabāt veselīgus muskuļus, vienlaikus samazinot liekos taukus. Pētījumā piedalījās pētnieki no Veicmaņa Zinātnes institūta, Pensilvānijas Universitātes un Teksasas Universitātes Sanantonio.
