Ennek az enzimnek a kikapcsolása megfordította a prediabétest egerekben
A test ceramid kémiájának finom célzása biztonságos új kezelések kifejlesztéséhez vezethet a 2-es típusú cukorbetegség, a szívbetegségek és más anyagcsere-állapotok számára.
Ezt a javaslatot fogalmazták meg a tudósok, miután megállapították, hogy elhízással egerekben meg tudják fordítani a prediabeteszeket egy olyan enzim elnémításával, amely a keramid előállításának utolsó lépéséért felelős.
A dihidroceramid-deszaturáz 1 (DES1) nevű enzim deaktiválása csökkentette a testben a keramid szintjét. Tudomány papír a munkájukról.
A DES1 kikapcsolása megakadályozta a magas zsírtartalmú étrendben lévő egerek zsírmáj- és inzulinrezisztenciájának kialakulását is. Ez a két feltétel a szívbetegségek és a cukorbetegség elsődleges kockázati tényezője.
A DES1 két hidrogénatom kis kémiai eltolódásával szabályozza a dihidroceramid ceramiddá történő átalakulását. Ez a finom változás hatékonyan illeszti a kettős kötést a lipidmolekula gerincébe.
Korábbi vizsgálatok már arra utaltak, hogy a ceramidszint csökkentése potenciálisan megfordíthatja az anyagcsere-betegségeket és a cukorbetegséget. Az általuk alkalmazott módszerek azonban súlyos mellékhatásokat eredményeznek.
„Keramidok, mint a következő koleszterin”
Az új tanulmány ígéretesebb terápiás irányba tereli a kutatást. Azt sugallja, hogy a ceramid szintjének biztonságos csökkentése lehetséges a ceramid előállításának apró, jól időzített beállításával.
"Munkánk" - mondja Prof. Scott A. Summers, a Salt Lake City-i Utah-i Egyetem táplálkozási és integratív élettani tanszékének elnöke, azt mutatja, hogy a keramidok befolyásos szerepet játszanak az anyagcsere-egészségügyben. "
"A következő koleszterinre a keramidokra gondolunk" - teszi hozzá.
A tudósok még mindig kiderítik, hogy a keramidok csökkentése hogyan befolyásolja a testet. Van azonban bizonyíték - állítja Summers professzor - a keramidok és az anyagcsere-betegség közötti kapcsolatról.
Azt mondja, hogy egyes orvosok már teszteket végeznek a ceramid szintről, hogy felmérjék az emberek szívbetegségének kockázatát.
"A keramidok hozzájárulnak a cukorbetegség, a máj steatosis [zsírmáj] és a szívbetegség alapjául szolgáló lipotoxicitáshoz" - jegyzik meg az új tanulmány szerzői.
Ha a keramidok a betegség okai lehetnek, milyen célt szolgálnak a szervezetben? A kutatók ezt a kérdést azzal vizsgálták, hogy felértékelték a ceramid anyagcserére gyakorolt hatását.
Ceramid előnyei és hátrányai
A DES1 és a ceramidok 2013-as tanulmányában Prof. Summers és társszerzői megvitatták, hogy az elhízás hogyan növelheti az anyagcsere-betegség kockázatát, és hogyan járulnak hozzá a ceramidok.
Az elmélet szerint az elhízott embereknél a test szövetei rengeteg lipidet kapnak, amelyeket nem képesek elraktározni, és ez a „zsírból származó molekulák felhalmozódásához vezet, amelyek károsítják a szövetek működését”.
Summers professzor és munkatársai felfedezték, hogy a keramidok számos olyan folyamatot indítanak el, amelyek fokozzák a sejtek zsírtartalmát. Ezenkívül megzavarják a sejtek képességét, hogy cukorból vagy glükózból nyerjenek energiát.
A lipidek lelassítják a zsírsavak feldolgozását is. Kétféleképpen teszik ezt: azáltal, hogy a máj több zsírsavat tárol, és csökkentik a zsírégetést a szövetekben.
A keramidoknak más funkciói is vannak. Ezek egyike a sejtfalak megerősítése.
Summers professzor ezért azt javasolja, hogy mivel a fokozott zsírraktározás növeli a ceramid szintet, úgy tűnik, hogy a keramidoknak szerepe van a sejtek megóvásában a rengeteg időszakban, amikor a test megnöveli zsírraktárait.
Elhízás esetén azonban úgy tűnik, hogy a ceramid mérgező lipid szerepet tölt be.
Az elhízott egerek anyagcsere-állapota javult
A legutóbbi tanulmányban a kutatók csökkentették a ceramid szintjét egerekben a ceramid szintézis utolsó lépésének kikapcsolásával. Ennek elérése érdekében genetikailag módosított egereket állítottak elő, amelyekben felnőtt állatokban kikapcsolhatták a DES1 génjét.
Két módszert fejlesztettek ki a DES1 kikapcsolására: globálisan és szelektíven. Globális megközelítésben az egész testben elnémították a DES1-et. A szelektív megközelítés során szelektív helyeken, például a májban vagy a zsírsejtekben kapcsolták ki az enzimet.
Amikor kikapcsolták a DES1-et alacsonyabb fokú keramidokra inzulinrezisztens és zsírmájú egerekben, azt tapasztalták, hogy mindkét megközelítés bevált. Az állatok anyagcsere-állapota javult, annak ellenére, hogy elhízottak.
Májuk megszabadult a zsírtól, inzulin- és glükózreakcióik ugyanolyan élesek voltak, mint az egészséges, sovány egereké. 2 hónapos megfigyelés után az állatok egészségesek maradtak.
Summers professzor elmagyarázza, hogy bár az egerek nem híztak semmilyen súlyt, testük megváltoztatta a tápanyagok feldolgozásának módját.
Egy másik kísérletsorozatban a csapat megállapította, hogy a ceramidszint csökkentése, mielőtt az egereket magas zsírtartalmú étrendre helyeznék, megakadályozta az állatok súlygyarapodását és az inzulinrezisztencia kialakulását.
"Meghatároztunk egy potenciálisan terápiás stratégiát, amely kiemelkedően hatékony és hangsúlyozza, hogy a komplex biológiai rendszereket milyen mélyen befolyásolhatja a kémia finom változása."
Prof. Scott A. Summers
