Išjungus šį fermentą pelės pakeitė prediabetą
Subtiliai taikant kūno keramiko chemiją, galima sukurti saugius naujus 2 tipo cukrinio diabeto, širdies ligų ir kitų medžiagų apykaitos sąlygų gydymo būdus.
Tai buvo pasiūlymas, kurį mokslininkai pateikė nustatę, kad nutukę peles, turinčias nutukimą, gali pakeisti prediabetą nutildydami fermentą, atsakingą už paskutinį ceramido gamybos etapą.
Deaktyvuodami fermentą, vadinamą dihidroceramido desaturaze 1 (DES1), sumažėjo keramido kiekis organizme, jie pažymi neseniai Mokslas popierius apie jų darbą.
DES1 išjungimas taip pat neleido pelėms, besilaikančioms daug riebalų, išsivystyti riebios kepenys ir insulinas. Šios dvi sąlygos yra pagrindiniai širdies ligų ir diabeto rizikos veiksniai.
DES1 kontroliuoja dihidroceramido virtimą ceramidu, turint nedidelį cheminį dviejų vandenilio atomų poslinkį. Šis subtilus pakeitimas efektyviai įterpia lipidų molekulės „dvigubą ryšį į stuburą“.
Ankstesni tyrimai jau parodė, kad mažinant keramido kiekį, galima pakeisti metabolinę ligą ir diabetą. Tačiau jų taikomi metodai sukeltų sunkų šalutinį poveikį.
„Keramidai kaip kitas cholesterolis“
Naujas tyrimas nukreipia tyrimus perspektyvesne terapine kryptimi. Tai rodo, kad būtų galima saugiai sumažinti keramido kiekį, atlikus nedidelį, laiku nustatytą koramido gamybos procesą.
„Mūsų darbas, - sako vyresnysis tyrimo autorius prof. Scottas A. Summersas, Jutos universiteto Solt Leik Sičio Mitybos ir integracinės fiziologijos katedros pirmininkas, - rodo, kad keramidai turi įtaką medžiagų apykaitos sveikatai“.
"Mes galvojame apie keramidus kaip apie kitą cholesterolį", - priduria jis.
Mokslininkai vis dar aiškinasi, kaip keramidų nuleidimas veikia kūną. Vis dėlto yra įrodymų, kad ryšys tarp keramidų ir medžiagų apykaitos ligų yra prof. Summerso teigimu.
Jis sako, kad kai kurie gydytojai jau atlieka keramido kiekio tyrimus kaip būdą įvertinti žmonių riziką susirgti širdies ligomis.
"Keramidai prisideda prie lipotoksiškumo, kuriuo grindžiamas diabetas, kepenų steatozė [riebalinės kepenys] ir širdies ligos", - pažymi naujojo tyrimo autoriai.
Jei keramidai gali būti ligų priežastis, kokį tikslą jie atlieka organizme? Mokslininkai ištyrė šį klausimą, įvertindami keramido poveikį medžiagų apykaitai.
Keramido pliusai ir minusai
2013 m. DES1 ir keramidų tyrime prof. Summersas ir jo bendraautoriai aptarė, kaip nutukimas gali padidinti medžiagų apykaitos ligų riziką ir kaip keramidai prisideda.
Teorija yra ta, kad nutukusių žmonių kūno audiniuose gausu lipidų, kurių jie negali laikyti, ir dėl to kaupiasi „riebalų gaunamos molekulės, kurios pažeidžia audinių funkciją“.
Prof. Summersas ir jo kolegos atrado, kad keramidai sukelia daugybę procesų, kurie padidina riebalų kaupimąsi ląstelėse. Be to, jie sutrikdo ląstelių gebėjimą gauti energijos iš cukraus arba gliukozės.
Lipidai taip pat lėtina riebalų rūgščių perdirbimą. Jie tai daro dviem būdais: priverčiant kepenis kaupti daugiau riebalų rūgščių ir sumažinant riebalų deginimą audiniuose.
Keramidai turi ir kitų funkcijų. Vienas iš jų yra ląstelių sienelių stiprinimas.
Todėl prof. Summersas teigia, kad dėl didėjančio riebalų kaupimo padidėja keramido kiekis, atrodo, kad keramidai turi svarbų vaidmenį apsaugant ląsteles nuo plyšimo tuo metu, kai organizmas padidina riebalų atsargas.
Tačiau nutukimo atveju atrodo, kad keramidas užima toksiško lipido vaidmenį.
Nutukusioms pelėms pagerėjo medžiagų apykaita
Neseniai atlikto tyrimo metu mokslininkai sumažino ceramido kiekį pelėse, nutraukdami paskutinį ceramido sintezės etapą. Norėdami tai pasiekti, jie genų inžinerijos būdu sukūrė peles, kuriose jie galėjo išjungti DES1 geną suaugusiesiems.
Jie sukūrė du DES1 išjungimo būdus: globaliai ir pasirinktinai. Visuotiniu požiūriu jie nutildė DES1 visame kūne. Taikydami selektyvų metodą, jie išjungė fermentą pasirinktose vietose, tokiose kaip kepenų ar riebalų ląstelės.
Kai jie išjungė DES1 į mažesnius keramidus labai nutukusiose pelėse, kurių atsparumas insulinui ir riebios kepenys, jie nustatė, kad bet kuris metodas buvo veiksmingas. Gyvūnų medžiagų apykaitos sveikata pagerėjo, nors jie ir liko nutukę.
Jų kepenys atsikratė riebalų, o insulino ir gliukozės reakcijos buvo tokios pat ryškios, kaip ir sveikų, liesų pelių. Po 2 mėnesių stebėjimo gyvūnų būklė išliko gera.
Prof. Summersas paaiškina, kad nors pelės ir nemetė jokio svorio, jų kūnas pakeitė maistinių medžiagų apdorojimo būdą.
Kituose eksperimentų rinkiniuose komanda nustatė, kad sumažinus keramido kiekį prieš pradedant pelių dietą su dideliu riebalų kiekiu, gyvūnai sustabdė svorio augimą ir atsparumo insulinui vystymąsi.
"Mes nustatėme galimą terapinę strategiją, kuri yra nepaprastai veiksminga ir pabrėžia, kaip sudėtingas biologines sistemas gali giliai paveikti subtilus chemijos pokytis."
Prof. Scottas A. Summersas
