Кредит: Haojun Yang, Johns Hopkins Medicine

концентрация

Учените от Джон Хопкинс са установили, че ниските клетъчни концентрации на мед изглежда "угояват" мастните клетки, променяйки начина, по който клетките обработват основните си енергийни източници за метаболизма като мазнини и захар.

Това откритие, основано на проучвания върху мишки, е допълнително доказателство, че хомеостазата на медта един ден може да бъде терапевтична цел за метаболитни нарушения, включително затлъстяване. Изследователите предупреждават, че въпреки че има данни за връзките между медта и затлъстяването при хората, са необходими допълнителни проучвания, за да се разбере по-добре връзката.

В западния свят недостигът на мед в храната не е често срещан, освен по време на бременност, а рисковете за здравето са свързани преди всичко с генетични нарушения на дисбаланса на медта. Диета, която включва зеленчуци, ядки и дори шоколад, обикновено съдържа достатъчно мед, за да поддържа този минерал в здравословни концентрации.

Медта, която е от съществено значение за човешката биология, допринася за много процеси като образуване на пигменти, нови кръвоносни съдове и познание. Медният дисбаланс е свързан с няколко неврологични нарушения, а променените концентрации на мед са свързани с депресия и промени в режима на сън, отбелязва д-р. Д-р Светлана Луценко., Професор по физиология в Медицинския факултет на университета Джон Хопкинс и водещ изследовател по изследването.

„Виждали сме отново и отново, че когато има меден дисбаланс в определена тъкан, има значителни ефекти върху здравето на тъканите“, добавя д-р. Луценко.

Ученето, публикувано в специализираното списание PLOS Biology, описва ролята, която медният баланс играе във физиологията на клетките, съхраняващи мазнини, наречени адипоцити.

Хаоджун Янг, водещ автор на статията и аспирант по клетъчна и молекулярна физиология в Медицинския факултет на Университета Джон Хопкинс, се обърна именно към тази тема.

За да разбере как адипоцитите използват мед, изследователят възпроизвежда в лабораторните предшественици на мастните мастни клетки, които могат да получават химически сигнали за развитие и образуване на зрели адипоцити, такива, които се използват за съхраняване на енергия.

Учените наблюдават усвояването от клетките на мед и протеините, които те произвеждат по време на този процес на развитие.

Те наблюдават, че по време на узряването адипоцитите поглъщат два пъти повече мед, отколкото предшествениците. В допълнение, те откриха, че няколко медни протеини са по-богати, особено ензим, наречен чувствителна на семикарбазид аминооксидаза (SSAO), която е извънредно "регулирана" и присъства във високи концентрации. До 70 пъти по-висока от прекурсорните клетки.

Предишни проучвания показват, че ензимът SSAO зависи от медта и е особено богат в мастната тъкан. Но, казва д-р Луценко, остава да се изясни как клетъчните концентрации на мед влияят на SSAO и как активността на SSAO е свързана с метаболизма на адипоцитите. „Бяхме заинтригувани да видим дали тези компоненти корелират“, казва Ян.

За да определи дали консумацията на мед от клетките влияе на функцията на SSAO, изследователят Янг ограничава наличието на мед по време на узряването на адипоцитите. Той открива, че лишаването от мед не пречи на клетките да растат в зрели мастни клетки, но това, което е изненадващо, е да видим, че лишените от мед клетки нарастват до над два пъти по-големи от техните здрави колеги и също така съдържат повече мастни молекули, наречени липиди, че клетките, които се развиват при условия, при които количеството мед е адекватно.

„Този ​​експеримент показа, че медта е важна за развитието и здравословния метаболизъм на адипоцитите“, казва д-р Луценко.

За да установи дали загубата на активност на медно-зависимия ензим SSAO е отговорен за промяната в размера и натрупването на мазнини в лишени от мед клетки, Ян прибягва до генетична модификация, за да създаде клетки, напълно лишени от този ензим, и наблюдава тяхното развитие. Когато химически се индуцират да образуват зрели мастни клетки, тези клетки от лабораторни мишки изглеждат поразително подобни на лишените от мед клетки от предишни експерименти: те нарастват до два пъти по-големи от нормалните клетки и съдържат повече липиди. Този резултат потвърждава, че клетъчните концентрации на мед са от съществено значение за функционирането на SSAO и че инактивирането на този ензим причинява анормалния растеж на адипоцитите. Все пак имаше съмнение как тези клетки са натрупали толкова много липиди.

"В нормалните клетки усвояването на двата енергийни източника, липиди и захар, е балансирано", казва Ян. "Очевидно нещо, свързано с недостига на мед, е накарало този баланс да се измести повече към съхранението на мазнини." Изследователите са знаели, че SSAO има инсулиноподобни ефекти - тоест кара клетките да консумират повече захари. Така те предположиха, че нарушаването на ензима може да принуди клетките да превключват енергийни източници.

За да проверят своята хипотеза, учените сравняват протеиновите профили на три клетъчни линии и се опитват да открият разлики в експресията на протеини или усвояването на захар или липиди, докато клетките узреят.

Най-значителните промени са наблюдавани в протеини, които абсорбират и преработват захар - които са по-малко в изобилие - и в протеини, които улесняват усвояването и преработката на липиди, които са по-богати на клетки без SSAO.

"По този начин беше установено, че ензимът SSAO е жизненоважен за много метаболитни функции, включително преминаването от усвояването на захарите към усвояването на мазнините", казва Ян.

Изследователите планират да проведат проучвания за наблюдение на ензима SSAO в кръвния поток на хора с мастна чернодробна болест (чернодробна стеатоза) и диабет, тъй като този ензим присъства във високи концентрации в кръвта на тези индивиди. "Подозираме, че SSAO може да помогне за регулиране на избора на енергиен източник в други тъкани", казва Ян.