Генът за отслабване подхранва изгарянето на мазнини
Международен екип от изследователи с участието на молекулярни биолози от Австрийската академия на науките успя да докаже, че мутациите на определен ген са свързани с повишено изгаряне на мазнини и толерантност към глюкозата и водят до генетично детерминирана тънка линия. Това съобщават учените в настоящия брой на списание "Cell".
Ограничената активност и липсата на спорт с постоянни или дори повишени хранителни навици могат бързо да стигнат до линията, особено по време на ограничена свобода на движение. Не при всички хора обаче. В допълнение към фактори като упражнения и диета, индивидуалните разлики в наддаването на тегло също са генетично обусловени.
Предишни проучвания по този въпрос са се фокусирали предимно върху гени, свързани със затлъстяването. Тъй като от медицинска и икономическа гледна точка болестното затлъстяване е основен проблем за нашето общество: силно повишеният индекс на телесна маса (ИТМ) е рисков фактор за всички метаболитни заболявания (особено захарен диабет тип 2), сърдечно-съдови заболявания, но също така Рак. Сега международен екип от изследователи около Йозеф Пенингер, директор-основател на IMBA - Института за молекулярни биотехнологии на Австрийската академия на науките (ÖAW), идентифицира ген за отслабване. Използвайки данни от естонска биобанка и проучвания върху мухи и мишки, изследователите успяха да открият, че мутациите в гена ALK, който кодира протеиновата анапластична лимфома киназа, са свързани с повишено изгаряне на мазнини, подобрен глюкозен толеранс и много тънък външен вид.
Ние държим мухи, мишки и хора слаби?
ALK е клетъчен рецептор и принадлежи към семейството на инсулиновите рецептори. По-рано беше известно, че мутациите в ALK често се появяват при различни видове рак, като рак на белия дроб и невробластом. За физиологичната функция на немутирания ген обаче се знаеше малко. В публикуваното сега проучване бяха анализирани генетичните профили на 47 102 много слаби и нормални хора от естонската Biobank. Изследователите откриха 2 генетични варианта в гена ALK в тънката група. При плодовата муха Drosophila може да се покаже, че понижаването на ALK-ортологичния ген при животните води до по-малко натрупване на мазнини въпреки диетата с високо съдържание на захар.
Майкъл Ортофер, постдок в изследователския екип на Йозеф Пенингер в IMBA, работи в продължение на години върху няколко модела мишки, при които генът ALK е изключен в различни тъкани, участващи в метаболизма. Когато ALK беше деактивиран в цялото тяло, тези животни показаха по-ниско телесно тегло. Това по-ниско съдържание на мазнини се влошава, когато животните се хранят с диета с високо съдържание на мазнини - въпреки че те ядат същото количество храна и се движат колкото нормалните мишки. Разлика от 50% телесни мазнини се наблюдава само след няколко седмици на тази диета. Беше забележимо, че мишките без гена ALK имат значително увеличена дневна консумация на енергия заедно с подобрен глюкозен толеранс. След това изследователите разгледаха по-отблизо изгарянето на мазнини, при което триглицеридите се разграждат до свободни мастни киселини и глицерол. Защото, въпреки че мишките без гена ALK имат много по-малко телесни мазнини, те показват увеличение на свободните мастни киселини в кръвната плазма - индикатор за повишено изгаряне на мазнини. При животни с деактивиран ALK ген най-накрая беше открита повишена активност на хормоночувствителната липаза, ключов ензим в изгарянето на мазнини.
Изгарянето на мазнини започва в главата
Когато изследователите деактивират ALK в мускулите, мастната тъкан, черния дроб или имунната система, не може да се установи промяна в теглото на мишките. „Когато обаче деактивирахме специално ALK в мозъчната област на хипоталамуса, видяхме същата загуба на тегло, както при животните, при които ALK беше дезактивиран в цялото тяло. Това е интересно, защото хипоталамусът е централна координационна точка за метаболизма и регулира изгарянето на мазнини чрез норепинефрин. В резултат успяхме да покажем, че мишките с неактивен ALK ген имат по-високо ниво на норепинефрин в мастната тъкан. Поради това блокирането на гена ALK в нервите, възникващи от хипоталамуса, подхранва изгарянето на мазнини. Ето защо животните остават по-слаби, дори с диета с високо съдържание на мазнини ”, казва Ортофер, първият автор на настоящата публикация.
„С нашата работа успяхме да докажем, че ALK е напълно нов и съществен интерфейс в мозъка, който контролира използването на храната и енергийния цикъл. Следващата важна стъпка сега ще бъде да се изследва как невроните в хипоталамуса, в който ALK е активен, влияят на този метаболитен контрол “, казва Пенингер, който сега е директор на Института по науките за живота в Университета на Британска Колумбия. „Инхибирането на гена ALK може да е нова терапевтична опция за предотвратяване на прекомерно затлъстяване.“