Разстройство в черния дроб - Доклад за иновации
Диетата с високо съдържание на калории и мазнини в много региони на света, включително Европа и Северна Америка, може да доведе до различни здравословни проблеми. Сърдечно-съдовата система е силно обременена от често възникващото наднормено тегло, но черният дроб също може да бъде увреден в резултат на тази диета. Смята се, че около 30 процента от населението има така наречената мастна чернодробна болест.
Това се отнася до първоначално обратимото съхранение на мастните капчици в чернодробните клетки. В дългосрочен план съхранението на мазнини може да доведе до възпаление и необратимо увреждане на черния дроб. Ефектите на мастните капчици върху биологията на чернодробните клетки сега са разгледани по-подробно от изследователи в отдел „Протеомика и трансдукция на сигнала“, ръководен от Матиас Ман в MPIB в Мартинсрид.
Изследването е проведено в сътрудничество с групата на Ралф Юнгман в MPIB и с учени от Центъра Хелмхолц в Мюнхен и Университета на Харвард, САЩ.
Нарушение в разпределението на протеините
Черният дроб е един от най-универсалните човешки органи. В допълнение към детоксикацията на кръвта, той играе централна роля в метаболизма на захарите, протеините и мазнините. Хранителните компоненти могат временно да се съхраняват в чернодробните клетки. Чернодробните клетки, както повечето други клетки на силно развити живи същества, имат различни органели.
Това са функционално и структурно разграничени зони в клетките. Изследователите използват съвременни методи за масова спектрометрия, за да определят цялостта на протеините, протеома и клетъчните органели. Мас спектрометрията е вид молекулен баланс, използван за идентифициране на протеини.
Изследователите изследвали протеиновия състав на органелите от чернодробни проби от нормални и висококалорични мишки. Подобно на хората, увеличеният прием на калории при мишки води до затлъстяване на черния дроб.
„С 20 процента от протеините успяхме да покажем, че мастният черен дроб ги е причинил да се появят в други органели, отколкото в здрави органи. Мастните капчици в клетките свързват стотици различни протеини на повърхността си. Това ги премахва от други процеси и органели “, обяснява Натали Крамер, постдокторант в MPIB и първи автор на изследването.
Тя добавя: „Полученото разстройство показва, че е важно не само дали и в какво количество протеините се срещат в клетките, но и къде.“ Изследователите са открили и протеини върху мастните капчици, чиято функция все още е напълно неизвестна.
Началото на един порочен кръг
Протеините на апарата на Голджи бяха особено силно засегнати от промените в местоположението. Апаратът на Голджи е клетъчна органела, която е отговорна за образуването на транспортни везикули в клетката. „Успяхме да наблюдаваме един порочен кръг: големият брой мастни капчици променя структурата на апарата на Голджи и намалява активността в чернодробните клетки. Тъй като апаратът на Голджи е необходим за отделянето на мазнини от клетката, която противодейства на мастната дегенерация на клетките, следователно процесът протича по-бързо. Следователно възстановяването на структурата на Голджи може да бъде терапевтична цел, за да се забави затлъстяването на черния дроб ”, казва Крамер.
Освен това изследователите са изследвали появата на молекулярни протеинови превключватели, така наречените фосфорилирания, използвайки метода EasyPhos, разработен в MPIB. Активността на протеините може да се промени чрез фосфорилиране. Много от протеините, чието местоположение в черния дроб е променено, също са имали промени във фосфорилирането. „Въпреки това не можем да заключим от резултатите дали това е резултатът или причината за променената локализация“, обяснява Крамер.
Директорът на MPIB Матиас Ман обобщава текущите резултати от изследването: „В момента, освен диетични промени, няма възможности за терапия на мастен черен дроб. Клетъчните биологични ефекти все още до голяма степен не са били разбрани. Надяваме се, че нашите резултати ще помогнат за идентифициране на терапевтични цели, с които прогресията на мастната чернодробна болест може да бъде спряна. “Има достатъчно точки за контакт за по-нататъшни изследвания с влиянието на апарата на Голджи, неизвестните протеини в мастните натрупвания и промененото фосфорилиране. [CW]
За Матиас Ман
Матиас Ман учи физика в Georg-August-Universität Göttingen и докторантира от университета в Йейл, Ню Хейвън, САЩ. В своя отдел „Протеомика и трансдукция на сигнала“ в Института по биохимия на Макс Планк протеомът, т.е. H. съвкупността от всички протеини на организма, изследвани с помощта на масспектрометрични методи. Освен това проф. Ман ръководи катедра по протеомика в университета в Копенхаген. Той е получил множество награди за своите изследвания, включително наградата на Луи Жантет за медицина, наградата Кербер за европейска наука и наградата на Готфрид Вилхелм Лайбниц. С над 200 000 цитати Матиас Ман е най-цитираният учен в Германия.