Дослідники з Національного центру серцево-судинних досліджень вивчали спосіб оптимізації клітин та регулювання їх здатності використовувати глюкозу або жирні кислоти. Цей механізм є важливим для адаптації до голодування, до зменшення кисню та його значення для активації клітин імунної системи.

живлення

Зображення клітин миші в культурі з ядрами у синьому, мітохондріях у червоному та нитках клітинного скелета у зеленому./Ана Вікторія Лечуга

Для забезпечення ефективного використання їжі, яку вони отримують, клітини мають системи, які дозволяють їм захоплювати та транспортувати доступні їм поживні речовини. Але якщо у вашому розпорядженні декілька типів, ви можете вибрати ті, що вас найбільше цікавлять, і усунути небажані продукти.

Вчені з Національного центру серцево-судинних досліджень (CNIC) описали в останньому виданні Cell Metabolism процес, за допомогою якого клітини молекулярно оптимізують і регулюють свою здатність нечітко використовувати цукор або жири, щоб прогодуватися.

Всередині клітин їжа розподіляється до мітохондрій, де поживні речовини спалюються для вилучення енергії, яку вони містять

Як пояснює головний автор дослідження Хосе Антоніо Енрікес, "справжнє перетравлення їжі відбувається в кожній клітині організму". Хоча одні переважно споживають цукор, інші харчуються переважно жирами, а інші можуть переходити від однієї поживної речовини до іншої.

Усередині клітин їжа розподіляється до мітохондрій, спеціалізованої частини клітини, де спалюються поживні речовини для вилучення енергії, яку вони містять. В результаті в них згоряють як цукру (глюкоза), так і жири (жирні кислоти), але їх потрібно регулювати по-різному, якщо їх основне паливо походить від одного чи іншого. "Це регулювання еквівалентно тому, що нам потрібно зробити у газовому котлі, пальники якого пристосовані до використання бутану або міського газу", - підкреслює Енрікес.

Таким чином, додає фахівець, при зміні дієти, під час фізичних вправ або після періоду голодування доступність їжі, що надходить до клітин, змінюється, і вони повинні мати можливість адаптуватися. У конкретних ситуаціях, наприклад, коли імунні клітини активуються для захисту організму від інфекції, клітини змінюють свою активність, навіть якщо доступність їжі цього не робить, і ця зміна може супроводжуватися зміною переважного використання глюкози для жирних кислот або навпаки.

Для них мітохондрії повинні адаптувати свої «пальники», що технічно називається «електронний транспортний ланцюг (КТЕ)». "Адаптація мітохондріального КТР була відома, але не сигнали, що сприяли цій зміні, і молекули, відповідальні за це", - підкреслює головний відповідальний за дослідження.

Важливість адаптації

Коли ви змінюєте дієту, фізичні вправи або після періоду голодування, доступність їжі у ваших клітинах змінюється, і вони повинні адаптуватися

Їх дослідження описує сигнали та молекули, які регулюють цю адаптацію. У процесі спалювання їжі в мітохондріях необхідний кисень, саме тому, крім енергії, зазвичай виробляється як вода (H2O), так і CO2. Однак, коли КТР не повністю адаптований до типу їжі, яку ви спалюєте (коли вона переходить від спалення цукру до жирних кислот), також виробляються деякі похідні кисню, які називаються активними формами кисню (АФК), включаючи пероксид водню (H2O2).

Виробництво H2O2 активує молекулярний датчик, який називається Fgr (Fgr-тирозинкіназа), який інтерпретує, що організація пальників в КТР недостатня для спалювання жирних кислот, що досягають мітохондрій, і викликає тривогу. Це робиться шляхом модифікації одного з елементів пальників (шляхом приєднання фосфату), роблячи його більш активним і викликаючи зміну в організації пальників, щоб було більш придатним для спалювання жирних кислот. Ця модифікація, звана фосфорилюванням, є оборотною.

Автори постулюють, що повинна існувати інша молекула (ще не виявлена), відповідальна за зміну цієї модифікації (дефосфорилювання), коли пальники мітохондрій повинні переналаштуватися, щоб знову спалити глюкозу.

Як дійшли висновку, ця робота демонструє важливість цього механізму в адаптації клітин до голодування, до зменшення кисню (ішемія) та його значення в активації клітин імунної системи.

Бібліографічна довідка:

Асін-Перес та ін.: "АФК-ініційоване фосфорилювання комплексу II за допомогою Fgr-кінази регулює клітинну адаптацію до використання палива". Клітинний метаболізм