Проблема избыточного веса остается одной из наиболее значимых для здоровья населения, поэтому исследователи активно изучают факторы, лежащие в основе её возникновения. В этот раз внимание ученых было привлечено к митохондриям — клеточным органеллам, выполняющим роль «энергетических центров» — и установлено, что у мышей, получавших пищу с высоким содержанием жиров, они распадаются на отдельные части. В этом процессе задействован белок RalA, и его воздействие может изменить метаболизм жиров, что позволит избежать увеличения массы тела.
Ожирение и избыточный вес являются одними из наиболее часто встречающихся проблем со здоровьем, которые во многих развитых странах приобрели характер серьезной эпидемии. В частности, в США более трети мужчин имеют избыточный вес, а 40 процентов вовсе страдают от ожирения.
Избыточный вес негативно влияет на функционирование различных органов и сопряжен с широким спектром заболеваний, в том числе с болезнями сердца, повышенным артериальным давлением, диабетом, хроническим воспалением и так называемым метаболический синдром. В соответствии с этим молекулярные механизмы, из-за которых избытки жировой ткани портят здоровье, тоже многообразны.
Авторы новой статьи для журнала Nature Metabolism сосредоточились на изменениях, которые происходят на фоне ожирения в митохондриях. Эти «энергетические станции» клетки обеспечивают окисление органических соединений и выработку энергии, запасенной в форме молекул АТФ. Органеллы, в частности, отвечают за быстрое «сжигание» жиров, что позволяет избежать роста их запасов в организме.
Однако при ожирении, когда организм подвергается воздействию факторов, негативно влияющих на его функционирование, митохондрии также начинают испытывать сбои. Для исследования этого явления ученые поместили самцов лабораторных мышей на диету с высоким содержанием жиров. Полученные данные показали, что избыточное потребление жирной пищи приводит к разрушению митохондрий в клетках белой жировой ткани. В результате этого органеллы стали функционировать менее эффективно и не справлялись с должным образом окислением метаболических продуктов, что может усугубить проблему избыточного веса.
Затем ученые установили, что причиной повреждения митохондрий стала активация фермента RalA, принадлежащего к классу ГТФаз. Этот белок способен активировать другой фермент (Drp1), который стимулирует распад митохондрий. Поэтому биологи выдвинули гипотезу о возможности «выключения» RalA с помощью генного нокаута поможет сохранить нормальную работу митохондрий. Они получили мышей с делецией этого гена — удалили часть последовательности ДНК грызунов.
Генетически модифицированные мыши оказались устойчивыми к ожирению и сопутствующим ему заболеваниям. На фоне потребления пищи с высоким содержанием жиров пище они гораздо меньше набирали вес (по сравнению с контрольной группой). Более того, эти животные не имели таких признаков диабета, как повышенный уровень инсулина и нарушения концентрации глюкозы и триглицеридов в крови.
В ходе исследования авторы отметили наличие аналогичного RalA фермента и у людей. В перспективе он может послужить новой целью для лечения ожирения и избыточного веса, что позволит избежать множества заболеваний и смертей.