Mokslininkų komanda nustatė esminį riebalų ląstelių (adipocitų) mechanizmą, leidžiantį jiems saugiai padidėti, kad kauptų energiją. Šis procesas leidžia išvengti audinių pažeidimo ir apsaugo organizmą nuo toksinio poveikio, kai kaupiasi riebalų molekulės (lipidai) netinkamose vietose.
Rezultatai, paskelbti m Gamtos komunikacijosreiškia didelę pažangą suprantant medžiagų apykaitos ligas. Be to, šis atradimas atveria duris naujų terapinių strategijų kūrimui, kaip kovoti su ligomis, susijusiomis su lėtiniu energijos pertekliumi, tokiomis kaip antsvoris, nutukimas, lipodistrofija ir metabolinis sindromas bei jų sunkiomis širdies ir kraujagyslių bei medžiagų apykaitos komplikacijomis.
Šiuolaikinėse visuomenėse, kurioms būdingas sėslus gyvenimo būdas ir daug kalorijų turinčios dietos, riebalinis audinys yra pagrindinis medžiagų apykaitos sveikatos veiksnys. Adipocitai gali padidėti, kad kauptų energiją riebalų pavidalu, neleidžiant lipidų pertekliui kauptis tokiuose organuose kaip kepenys arba kraujagyslių sienelėse (ypač širdyje ir smegenyse), kur jie gali padaryti nepataisomą žalą.
Nepaisant to, šis procesas nėra be rizikos. Kai adipocitai yra perkrauti riebalais, jie gali plyšti, išskirdami toksišką turinį ir sukelti uždegimą bei medžiagų apykaitos pokyčius.
Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) tyrime buvo tiriama, kaip adipocitai prisitaiko atlaikyti mechaninį įtempimą, susijusį su jų išsiplėtimu, kad tilptų riebalų perteklius.
Komanda, vadovaujama profesoriaus Miguelio Ángelio del Pozo Barriuso, vadovaujančio Mechanoadaptation ir Caveolae biologijos grupei CNIC, išanalizavo kaveolų, mažų ląstelių membranos invaginacijų, veikiančių kaip šių įtempių jutikliai ir amortizatoriai, vaidmenį.
„Kai adipocitas kaupia riebalus ir jo paviršius patiria padidintą tempimo įtampą, kaveolės išsilygina, atsipalaiduoja membranos „rezervuaras”, kuris leidžia ląstelei padidėti, nesirstant. Ir atvirkščiai, kai riebalų atsargos mažėja, šios struktūros persigrupuoja, kad sumažintų perteklių. membraną ir atkurti ląstelių stabilumą“, – paaiškino pirmoji tyrimo autorė dr. María Aboy Pardal.
Caveolae: ne tik struktūrinė atrama
Caveolae ne tik fiziškai apsaugo adipocitus, bet ir atlieka esminį vaidmenį koordinuojant ląstelių metabolizmą. Prof. del Pozo Barriuso paaiškino, kad adipocitų ekspansijos metu „molekuliniai šių membranų struktūrų komponentai keliauja į kitus ląstelių skyrius, perduodami signalus, kurie reguliuoja medžiagų apykaitos aktyvumą, kad atitiktų energijos atsargų lygį. Dėl šio vidinio bendravimo pajėgumo caveolae yra pagrindiniai veiksmingo kaveolinio audinio elementai. funkcija“.
Tačiau kai šių struktūrų nėra arba jos veikia netinkamai, adipocitai tampa standesni, pažeidžiami plyšimui ir mažiau efektyviai kaupia energiją. Rezultatas, pridūrė daktaras Aboy Pardal, „yra uždegiminė reakcija, pažeidžianti organizmo medžiagų apykaitą. Šis reiškinys yra susijęs su tokiomis sąlygomis kaip lipodistrofija, kai organizmas negali kaupti riebalų, o tai lemia rimtus metabolinius ir širdies ir kraujagyslių sistemos pokyčius”.
CNIC tyrimas pabrėžia pagrindinį caveolae baltymo caveolin-1 (Cav-1) vaidmenį. Kad kaveolės tinkamai išsilygintų reaguodamos į mechaninio įtempimo svyravimus ląstelės membranoje, Cav-1 turi būti chemiškai pakeistas, prie konkrečios aminorūgšties pridedant fosforilo grupę – procesas vadinamas fosforilinimu.
Tyrimui mokslininkai sukūrė transgeninę pelę, kuri išreiškia genetiškai pakeistą Cav-1 versiją, kurios negalima fosforilinti. Dėl to adipocitai negali tinkamai išsiplėsti reaguodami į mechaninę įtampą, kurią sukelia lipidų kaupimasis, ir labai apriboja jų gebėjimą kaupti energiją ir išlaikyti ląstelių vientisumą. Šio paprasto mechanizmo gedimas galiausiai sukelia lipodistrofiją ir sunkias jos pasekmes.
Dr. del Pozo Barriuso padarė išvadą: „Šie rezultatai leidžia geriau suprasti, kaip riebalinis audinys reaguoja į mechanines jėgas, susijusias su energijos pertekliumi. Nutukimo ir metabolinio sindromo kontekste šis apsauginis mechanizmas yra būtinas siekiant sumažinti organizmo žalą.”
Teikia Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares