Кредит: Хаоджун Ян, медицина Джонса Гопкінса

міді

Вчені Джонса Хопкінса виявили, що низька концентрація мідної клітини, здається, більше "жирить" жирові клітини, змінюючи спосіб переробки клітинами своїх основних джерел енергії для метаболізму, таких як жир і цукор.

Це відкриття, засноване на дослідженнях на мишах, є ще одним доказом того, що гомеостаз міді одного дня може стати терапевтичною мішенню для метаболічних розладів, включаючи ожиріння. Дослідники застерігають, що, хоча є дані про зв’язок між міддю та ожирінням у людей, необхідні подальші дослідження, щоб краще зрозуміти зв’язок.

У західному світі дефіцит міді в їжі є рідкістю, за винятком вагітності, і ризики для здоров'я в першу чергу пов'язані з генетичними порушеннями дисбалансу міді. Дієта, що включає овочі, горіхи і навіть шоколад, зазвичай містить достатню кількість міді, щоб підтримувати цей мінерал у здоровій концентрації.

Мідь, яка є важливою для біології людини, сприяє багатьом процесам, таким як утворення пігментів, нові кровоносні судини та пізнання. Дисбаланс міді був пов'язаний з декількома неврологічними розладами, а змінена концентрація міді була пов'язана з депресією та зміною режиму сну, зазначає д-р. Світлана Луценко, к.т.н., Професор фізіології з Медичної школи університету Джона Гопкінса та провідний дослідник дослідження.

"Ми раз у раз бачили, що коли в певній тканині спостерігається дисбаланс міді, це суттєво впливає на здоров'я тканин", - додає д-р. Луценко.

Навчання, опублікований у спеціалізованому журналі PLOS Biology, описує роль, яку баланс міді відіграє у фізіології жирозапасних клітин, які називаються адипоцитами.

Хаоджун Ян, провідний автор статті та аспірант з клітинної та молекулярної фізіології Медичної школи університету Джона Гопкінса, звернувся саме до цієї теми.

Щоб зрозуміти, як адипоцити використовують мідь, дослідник відтворив у лабораторії попередники жирових клітин від мишей, які могли отримувати хімічні сигнали для розвитку та утворення зрілих адипоцитів, таких як накопичувачі енергії.

Вчені контролювали поглинання клітинами міді та білків, які вони виробляють під час цього процесу розвитку.

Вони спостерігали, що під час дозрівання адипоцити поглинали вдвічі більше міді, ніж попередники. Крім того, вони виявили, що кількох білків міді було більше, особливо ферменту, званого чутливою до семікарбазиду амінооксидази (SSAO), який був надзвичайно "регульованим" і містився у високій концентрації. До 70 разів вище, ніж клітини-попередники.

Попередні дослідження показали, що фермент SSAO залежить від міді і особливо рясний у жировій тканині. Але, за словами доктора Луценка, залишається з'ясувати, як концентрація мідної клітини впливає на SSAO і як активність SSAO пов'язана з метаболізмом адипоцитів. "Нас заінтригувало, чи ці компоненти співвідносяться", - говорить Ян.

Щоб визначити, чи впливає споживання міді клітинами на функцію SSAO, дослідник Ян обмежив доступність міді під час дозрівання адипоцитів. Він виявив, що дефіцит міді не заважає клітинам переростати у зрілі жирові клітини, але, що дивувало, побачило, що позбавлені міді клітини зросли більш ніж удвічі більше, ніж їхні здорові аналоги, а також містять більше молекул жиру, званих ліпідами ті клітини, які розвивались в умовах, коли кількість міді була достатньою.

"Цей експеримент показав, що мідь важлива для розвитку та здорового метаболізму адипоцитів", - говорить доктор Луценко.

Щоб визначити, чи відповідальна втрата активності мідно-залежного ферменту SSAO за зміну розміру та накопичення жиру в позбавлених міді клітинах, Ян вдався до генетичної модифікації, щоб створити клітини, повністю позбавлені цього ферменту, і контролював їх розвиток. При хімічному спонуканні формувати зрілі жирові клітини, ці клітини лабораторних мишей виявились разюче схожими на позбавлені міді клітини попередніх експериментів: вони зросли вдвічі більше звичайних клітин і містили більше ліпідів. Цей результат підтвердив, що клітинні концентрації міді мають важливе значення для функціонування SSAO і що інактивація цього ферменту спричиняє аномальний ріст адипоцитів. Однак все ще існували сумніви щодо того, як ці клітини накопичували стільки ліпідів.

"У нормальних клітинах поглинання двох джерел енергії, ліпідів та цукру, збалансовано", - говорить Ян. "Очевидно, щось пов'язане з дефіцитом міді призвело до того, що цей баланс змістився більше в бік накопичення жиру". Дослідники знали, що SSAO має подібні до інсуліну ефекти - тобто він змушує клітини споживати більше цукру. Тому вони припустили, що порушення ферменту може змусити клітини переключати джерела енергії.

Щоб перевірити свою гіпотезу, вчені порівняли білкові профілі трьох клітинних ліній і спробували знайти відмінності в експресії білка або поглинанні цукру або ліпідів у міру дозрівання клітин.

Найбільш значні зміни спостерігались у білках, які поглинали та переробляли цукор - яких було менше, і в білках, що сприяли засвоєнню та переробці ліпідів, яких було більше в клітинах без ССАО.

"Таким чином, було встановлено, що фермент SSAO життєво важливий для багатьох метаболічних функцій, включаючи перехід від поглинання цукрів до поглинання жирів", - говорить Ян.

Дослідники планують провести дослідження для моніторингу ферменту SSAO у крові людей із жировою хворобою печінки (стеатоз печінки) та діабетом, оскільки цей фермент присутній у високих концентраціях у крові цих осіб. "Ми підозрюємо, що SSAO може допомогти регулювати вибір джерела енергії в інших тканинах", - говорить Ян.