Від людей до риби і назад
Про мутацію гена під назвою MC4R раніше повідомляли вчені у деяких людей, які мають неконтрольований апетит і згодом страждають ожирінням.
"Ми всі знаємо, що люди мають різний метаболізм, тому вони набирають вагу в різному діапазоні прийому їжі. Печерні риби є прикладом природного розташування, в якому розвивався інший обмін речовин ".
"Знання їх біохімічних механізмів може також мати наслідки для метаболізму людини і, отже, для здоров'я людини", - сказав Кліффорд Табін.
Цикл бенкетів і голоду
Риба, про яку йде мова (вид Astyanax mexicanus), трапляється на північному сході Мексики. Він має поверхневу та печерну форми.
Він відокремився від поверхневої еволюції кілька сотень тисяч років тому. Поступово вона втратила свій темний колір і врешті-решт очі.
Важливо, що через відсутність засобів до існування в печерах, куди їжу приносять лише зрідка сплавами після сильних дощів, вона набула здатності довго голодувати. Останні місяці без їжі завдяки повільному спалюванню масивних відкладень жиру з часу достатку.
Три місяці і далі
"Ці риби дуже, дуже жирні, набагато товщі, ніж їхні поверхневі аналоги. І хоча вони активні, їх метаболізм працює набагато повільніше ", - сказав член команди Ніколас Ронер, також з Гарвардської медичної школи.
У лабораторних експериментах особини печерної форми втратили лише половину ваги через 2 місяці без їжі порівняно з однаковими голодуючими особинами поверхневої форми. Через 3 місяці печерні особини були абсолютно добре, поки поверхня не почала відмирати.
"Ми вважаємо, що печерні особини проіснують набагато довше завдяки своїм величезним запасам жиру", - додав Ніколас Ронер.
Ненаситний апетит
Дослідження показали, що ці жирові запаси створюються рибами завдяки їх величезному апетиту, завдяки якому вони можуть споживати їжу майже необмежено протягом короткого часу, коли вона доступна. У деяких печерах це може бути лише один-два рази на рік.
До наступного застілля вони повинні витримати повільне перетравлення утвореного жиру. Хоча не можна сказати, що вони спали між періодами достатку, в періоди дефіциту вони певною мірою нагадують зимових тварин.
Незважаючи на значну надлишкову вагу, печерні риби доживають до відносної старості і не страждають хворобами. Якщо знайдеться те, що позаду, можливо, це також спрацює при лікуванні людей, що страждають ожирінням.
Підходить навіть при надмірній вазі
Ключем, як видається, є вищезазначена мутація гена MC4R. У мозку людини два гормони регулюють активність цього гена. Лептин, пригнічувач апетиту та інсулін.
"Це одна з основних складових підтримки вашого енергетичного балансу. Коли люди сидять на дієтах або взагалі намагаються змінити свою вагу, у вас в головному мозку є регулятори, які підтримують вашу поточну вагу. MC4R - один із них ", - пояснив Аріель Аспірас.
Лабораторні миші, генетично сконструйовані без MC4R, сильно страждають ожирінням і постійно голодні.
У людини мутації MC4R є одними з найпоширеніших одногенних причин спадкового ожиріння. Включаючи ту саму мутацію, яку мають мексиканські печерні риби в цьому гені.
Відповідні мутації у печерних риб знижують активність MC4R. Вони полегшують механізм, що пригнічує їх апетит.
У випадку з людьми це може бути катастрофічним. Наприклад, діти з мутацією MC4R не можуть перестати їсти. Для риб це виявилося вигідним.
Люди як "жирний вид"?
Однак у далекому минулому це також могло бути корисно для людини. Ніколас Ронер підкреслював, що навіть до сучасної епідемії ожиріння людина як біологічний вид був відносно жирним. "В нашій еволюції це підтримувалося відбором, але ми не знаємо чому", - пояснив він.
"Мене дуже турбує те, що нам довелося боротися з цим бажанням постійно їсти і пити солодкі та жирні речі, і це наслідок нашої еволюційної історії".
"Якщо ми використаємо цих печерних риб як модельну систему, можливо, ми знайдемо спосіб протистояти їй", - додав він.
Він та його колеги впевнені, що у печерних риб у цьому плані є, так би мовити, інші гени. Мутації лише MC4R не цілком пояснюють підвищення апетиту або існування жирної смаженої риби. Тому вони шукають мутації кількох вибраних генів.
Члени команди опублікували ці висновки заздалегідь в Інтернеті у Збірнику матеріалів Національної академії наук.