Метаболизъм - тънък, но пълен молекулярен превключвател за здравословен метаболизъм •
Изследователи от Лайбниц институт за изследване на възрастта (FLI) в Йена и ERIBA в Гронинген, Холандия, откриха механизъм, чрез който протеиновият комплекс mTORC1 контролира метаболизма: Това осигурява основа за разработването на нови терапевтични подходи срещу затлъстяването и свързаните с него заболявания.
Протеиновият комплекс mTORC1 регулира метаболизма в клетките. Ако се активира, метаболизмът се стимулира и се засилва новото образуване и съхранение на протеини и мазнини. Изследователи от Лайбниц института за изследване на стареенето (FLI) в Йена и ERIBA в Гронинген, Холандия, откриха механизъм, чрез който mTORC1 контролира метаболизма: Той контролира генния превключвател C/EBPβ, който може да се случи в кратък и дълъг вариант. Ако образуването на кратката версия бъде потиснато, резултатът е по-здравословен метаболизъм с намалено телесно тегло и подобрена инсулинова чувствителност; възможна отправна точка за терапии срещу затлъстяване и диабет тип 2
Активиран протеинов комплекс с анаболен ефект
Протеиновият комплекс mTORC1 (мишена на рапамицин 1 за бозайници) е централна превключваща точка за регулиране на метаболизма в клетката. Дейността му се контролира от доставката на хранителни вещества и сигнали за растеж. Когато протеиновият комплекс се активира, изграждащият тялото (анаболен) метаболизъм, т.е. стимулира образуването на нови клетъчни материали като протеини и мазнини. Следователно активирането и предаването на mTORC1 сигнала са важни и следователно строго контролирани процеси за функцията на тялото.
Здравословни ефекти с инхибиране на mTORC1
Следователно хиперактивацията на mTORC1, предизвикана например от прекомерен прием на храна, играе важна роля в развитието на затлъстяване и свързани заболявания като диабет тип 2. Инхибирането на mTORC1, от друга страна, се разглежда като важен фактор за здравословните ефекти на ограничението на калориите, което при много животински видове (дори при бозайници) удължава продължителността на живота.
Поради тази централна функция за метаболизма, mTORC1 пътят на сигнала е във фокуса на науката от няколко години. Изследователи от Института за изследване на стареенето Йена Лайбниц - Fritz Lipmann Institute eV (FLI) и Европейския изследователски институт по биология на стареенето (ERIBA) в Гронинген, Холандия, са открили как mTORC1 контролира метаболизма и резултатите от тях сега са в публикувано в известното търговско списание EMBO Reports.
Модифициран генен превключвател
„Докато процесите на активиране на mTORC1 от хранителни вещества вече са сравнително добре разбрани, малко се знае как mTORC1 контролира метаболизма“, съобщава проф. Корнелис Калховен, бивш ръководител на изследователската група във FLI, който се премести в ERIBA преди две години. Важна функция на mTORC1 е да стимулира транслацията на иРНК, централна стъпка в генната експресия, която води до протеинов синтез.
„Сега идентифицирахме фактор, който се контролира от mTORC1 на това ниво на регулиране“, продължава Калховен. Този фактор, наречен C/EBPβ, действа като генен регулатор, т.е. той контролира експресията на многобройни гени, които са важни за функцията на метаболизма. Има два варианта на C/EBPβ в клетката: дългият вариант действа като генен активатор, докато късият вариант инхибира генната експресия.
С повишена инсулинова чувствителност
"Резултатите от нашите изследвания показват, че mTORC1 специално насърчава развитието на краткия вариант C/EBPβ", съобщава д-р. Кристин Мюлер, която също е работила във FLI и се е преместила в ERIBA с групата Calkhoven. В модела на мишката изследователите успяха да докажат, че мутация в гена C/EBPβ може да предотврати образуването на краткия вариант C/EBPβ, дори ако mTORC1 е активиран. „Интересното е, че тези мишки имат много по-здравословен метаболизъм в сравнение с контролната група.
Намалява се телесното им тегло и количеството мазнини, съхранявани в мастната тъкан “, подчертава д-р. Лора Зидек, Postdoc във FLI, резултатите. Мастните натрупвания в други органи, като напр Черният дроб, сърцето и мускулите са силно намалени при тези мишки. Освен това те имат значително повишена инсулинова чувствителност, което показва много здравословен метаболизъм на захарта.
Здравословен метаболизъм
„Тези наблюдавани промени в метаболизма са много подобни на тези, които са типични за мишките след ограничаване на калориите“, обяснява Калховен. „При мишките с модифициран ген C/EBPβ този положителен ефект върху метаболизма се постига, без да се ограничава усвояването на хранителни вещества“, подчертават учените. "Вие сте слаби, но пълни."