Группа исследователей впервые обнаружила, что у мышей с ожирением при голодании нарушается слаженность процессов обмена веществ. Это приводит к сбоям во взаимодействии молекул, хотя их количество и структура связей в клетках печени остаются прежними. Ученые сравнили работу печени здоровых мышей и мышей с ожирением и выяснили, что в норме ключевые молекулы (например, АТФ и АМФ) быстро реагируют на голод, тогда как у животных с ожирением согласованное взаимодействие веществ нарушается. Это открытие позволяет понять, как ожирение влияет на обмен веществ и адаптацию организма к стрессу, и дает новые направления для изучения болезней и питания. Работа опубликована в журнале Science Signaling.
Ожирение возникает, когда организм накапливает избыток жира из-за дисбаланса между потреблением калорий и их расходом. При этом часто из-за сбоя в гормональной системе у человека повышается уровень сахара в крови и начинается переработка избытка глюкозы в жир, который откладывается в тканях. Кроме того, замедляется расщепление жиров и идет их усиленное накопление.
Часто люди прибегают к голоданию, чтобы похудеть. Однако оно серьезно влияет на работу организма. Меняется гормональный фон и снижается уровень сахара в крови. При этом печень, которая играет ключевую роль в обмене веществ, начинает управлять не только тем, какие молекулы включаются в процесс, но и тем, когда именно они должны действовать. Во время адаптации к голоду именно печень координирует временной порядок реакций, чтобы организм эффективно перераспределял ресурсы.
Ученые сравнили реакцию печени здоровых и мышей с ожирением на голодание. Они измеряли концентрации различных веществ в печени в разные моменты времени, создавая «временные карты» метаболических процессов.
Результаты показали, что у здоровых мышей ключевые молекулы, связанные с энергией (например, АТФ и АМФ), быстро реагировали на голодание, запуская согласованные изменения в обмене веществ. У мышей с ожирением эти молекулы-«дирижеры» утратили руководящую роль, но сама структура молекулярных связей осталась неизменной. Главное отличие ученые обнаружили во времени реакций: у здоровых особей молекулы действовали в строгом порядке, а у мышей с ожирением эта координация нарушилась, хотя конечные процессы (например, расщепление жиров) внешне выглядели схожими.
Работа открывает возможности для более подробного изучения особенностей метаболизма и его изменений при разных состояниях организма.
«Наша методика помогла детально изучить, как организм приспосабливается к голоду — сложному процессу. Теперь мы хотим применить эти знания, чтобы понять, как работает обмен веществ во время еды или при развитии болезней», — отмечает Шинья Курода из Токийского университета.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
