Изключването на този ензим обърна преддиабет при мишки
Насочването на химията на керамидите в организма по фин начин може да доведе до разработването на безопасни нови лечения за диабет тип 2, сърдечни заболявания и други метаболитни състояния.
Това беше предложението, което учените направиха, след като установиха, че могат да обърнат преддиабет при мишки със затлъстяване, като заглушат ензим, отговорен за последния етап от производството на керамид.
Деактивирането на ензима, наречен дихидроцерамид десатураза 1 (DES1), понижава нивата на церамид в организма, отбелязват те наскоро Наука хартия за тяхната работа.
Изключването на DES1 също попречи на мишките на диета с високо съдържание на мазнини да развият мастна чернодробна и инсулинова резистентност. Тези две състояния са основните рискови фактори за сърдечни заболявания и диабет.
DES1 контролира превръщането на дихидроцерамид в церамид с малко химично изместване на два водородни атома. Тази фина промяна ефективно вмъква "двойна връзка в гръбнака" на липидната молекула.
Предишни проучвания вече предполагат, че намаляването на нивата на церамид може потенциално да обърне метаболитните заболявания и диабета. Използваните от тях методи обаче биха довели до тежки странични ефекти.
„Керамидите като следващия холестерол“
Новото проучване насочва изследванията към по-обещаваща терапевтична посока. Това предполага, че би могло да бъде възможно да се намалят нивата на церамид по безопасен начин с малка, навременна настройка на процеса на производство на керамид.
„Нашата работа“, казва съ-старшият автор на изследването проф. Скот А. Съмърс, председател на отдел „Хранене и интегративна физиология“ в Университета на Юта в Солт Лейк Сити, „показва, че керамидите имат влиятелна роля в метаболитното здраве“
„Мислим за керамидите като следващия холестерол“, добавя той.
Учените все още установяват как понижаването на керамидите влияе върху тялото. Съществуват обаче доказателства, твърди проф. Съмърс, за връзка между керамидите и метаболитните заболявания.
Той казва, че някои лекари вече провеждат тестове за нивата на керамидите като начин за оценка на риска на хората от сърдечни заболявания.
„Керамидите допринасят за липотоксичността, която стои в основата на диабета, чернодробната стеатоза [затлъстяване на черния дроб] и сърдечните заболявания“, отбелязват авторите на новото проучване.
Ако керамидите могат да бъдат причина за заболяване, каква цел служат в организма? Изследователите са изследвали този въпрос, като са оценили въздействието на церамида върху метаболизма.
Керамид плюсове и минуси
В проучване от 2013 г. на DES1 и керамиди, проф. Съмърс и неговите съавтори обсъждат как затлъстяването може да увеличи риска от метаболитни заболявания и как керамидите допринасят.
Теорията е, че при хора със затлъстяване тъканите на тялото получават изобилие от липиди, които не могат да съхраняват, а това води до натрупване на „получени от мазнини молекули, които нарушават функцията на тъканите“.
Проф. Съмърс и колегите му откриват, че керамидите задействат редица процеси, които увеличават съхранението на мазнини в клетките. Освен това те нарушават способността на клетките да получават енергия от захар или глюкоза.
Липидите също забавят обработката на мастните киселини. Те правят това по два начина: като карат черния дроб да съхранява повече мастни киселини и намалявайки изгарянето на мазнини в тъканите.
Керамидите имат и други функции. Едно от тях е укрепването на клетъчните стени.
Следователно проф. Съмърс предполага, че тъй като увеличаването на съхранението на мазнини повишава нивата на керамидите, изглежда, че керамидите имат роля в защитата на клетките от разкъсване по време на изобилие, когато тялото увеличава запасите си от мазнини.
В случай на затлъстяване обаче, изглежда, че керамидът поема ролята на токсичен липид.
Затлъстелите мишки имат подобрено метаболитно здраве
В скорошното проучване изследователите понижиха нивата на церамид при мишки, като изключиха последния етап от синтеза на керамид. За да постигнат това, те са генетично конструирани мишки, при които могат да изключат гена за DES1 при възрастни животни.
Те разработиха два начина за изключване на DES1: глобално и селективно. В глобалния подход те заглушиха DES1 в цялото тяло. При селективния подход те изключват ензима на селективни места, например в черния дроб или мастните клетки.
Когато изключиха DES1 за понижаване на церамидите при изключително затлъстели мишки с инсулинова резистентност и затлъстял черен дроб, те откриха, че и двата подхода работят. Метаболитното здраве на животните се подобри, въпреки че те останаха със затлъстяване.
Черният им дроб се отърваваше от мазнини, а отговорите на инсулина и глюкозата им бяха толкова остри, колкото на здравите, слаби мишки. След 2 месеца наблюдение животните остават в добро здраве.
Проф. Съмърс обяснява, че въпреки че мишките не са отслабнали, телата им са променили начина, по който обработват хранителните вещества.
В друг набор от експерименти екипът установява, че намаляването на нивата на керамидите преди поставяне на мишките на диети с високо съдържание на мазнини спира животните да наддават на тегло и да развиват инсулинова резистентност.
„Идентифицирахме потенциална терапевтична стратегия, която е изключително ефективна и подчертава колко сложни биологични системи могат да бъдат дълбоко засегнати от фината промяна в химията.“
Проф. Скот А. Съмърс
