Izslēdzot šo fermentu, pelēm tika mainīts prediabēts
Ķermeņa ceramīda ķīmijas smalks virziens varētu radīt jaunu drošu 2. tipa cukura diabēta, sirds slimību un citu vielmaiņas apstākļu ārstēšanu.
Tas bija ierosinājums, ko zinātnieki izteica, atklājot, ka viņi var novērst prediabētu pelēm ar aptaukošanos, apklusinot fermentu, kas ir atbildīgs par keramīda ražošanas pēdējo posmu.
Dezaktivējot fermentu, ko dēvē par dihidrokeramīda desaturāzi 1 (DES1), pazeminājās keramīda līmenis organismā, viņi atzīmē nesen Zinātne papīrs par viņu darbu.
DES1 izslēgšana arī novērsa to, ka pelēm, kuras lieto diētu ar augstu tauku saturu, neizraisās tauku aknu un insulīna rezistence. Šie divi apstākļi ir galvenie sirds slimību un diabēta riska faktori.
DES1 kontrolē dihidrokeramīda pārveidošanos par keramīdu ar nelielu ķīmisku divu ūdeņraža atomu nobīdi. Šīs smalkās izmaiņas efektīvi ievieto lipīdu molekulas “dubulto saiti mugurkaulā”.
Iepriekšējie pētījumi jau bija ierosinājuši, ka ceramīda līmeņa samazināšana varētu potenciāli mainīt metabolisko slimību un diabētu. Tomēr viņu izmantotās metodes radīs smagas blakusparādības.
‘Ceramīdi kā nākamais holesterīns’
Jaunais pētījums novirza pētījumu daudzsološākā terapeitiskajā virzienā. Tas liek domāt, ka varētu būt iespējams samazināt keramīda līmeni drošā veidā, izmantojot nelielu, savlaicīgi pielāgotu keramīda ražošanas procesu.
"Mūsu darbs," saka otrais pētījuma autors prof. Skots A. Summerss, Uztas Universitātes Utenas Universitātes Uztura un integratīvās fizioloģijas katedras priekšsēdētājs Soltleiksitijā, "parāda, ka keramīdiem ir ietekmīga vielmaiņas veselība."
"Mēs domājam par keramīdiem kā par nākamo holesterīnu," viņš piebilst.
Zinātnieki joprojām uzzina, kā keramīdu pazemināšana ietekmē ķermeni. Tomēr ir pierādījumi, norāda Prof. Summers, par saikni starp keramīdiem un vielmaiņas slimībām.
Viņš saka, ka daži ārsti jau veic keramīda līmeņa pārbaudes, lai novērtētu cilvēku risku saslimt ar sirds slimībām.
"Keramīdi veicina lipotoksicitāti, kas ir diabēta, aknu steatozes [tauku aknu] un sirds slimību pamatā," atzīmē jaunā pētījuma autori.
Ja keramīdi var būt slimību cēlonis, kādu mērķi tie kalpo organismā? Pētnieki pētīja šo jautājumu, novērtējot keramīda ietekmi uz metabolismu.
Ceramīda plusi un mīnusi
2013. gada pētījumā par DES1 un keramīdiem prof. Summers un viņa līdzautori apsprieda, kā aptaukošanās varētu palielināt vielmaiņas slimību risku un kā keramīdi veicina.
Teorija ir tāda, ka cilvēkiem ar aptaukošanos ķermeņa audi saņem daudz lipīdu, kurus tie nevar uzglabāt, un tas noved pie “tauku atvasinātu molekulu uzkrāšanās, kas pasliktina audu darbību”.
Prof. Summers un viņa kolēģi atklāja, ka keramīdi iedarbina vairākus procesus, kas palielina tauku uzkrāšanos šūnās. Turklāt tie izjauc šūnu spēju iegūt enerģiju no cukura vai glikozes.
Lipīdi arī palēnina taukskābju pārstrādi. Viņi to dara divos veidos: liekot aknām uzglabāt vairāk taukskābju un samazinot tauku sadedzināšanu audos.
Keramīdiem ir arī citas funkcijas. Viens no tiem ir šūnu sienu nostiprināšana.
Profesors Summers tāpēc ierosina, ka, tā kā palielināta tauku uzkrāšanās paaugstina keramīda līmeni, šķiet, ka keramīdiem ir nozīme šūnu aizsardzībā no pārrāvuma daudzos laikos, kad ķermenis palielina tauku krājumus.
Tomēr aptaukošanās gadījumā šķiet, ka keramīds uzņemas toksisku lipīdu lomu.
Aptaukošanās pelēm bija uzlabojusies vielmaiņas veselība
Nesenajā pētījumā pētnieki pazemināja ceramīda līmeni pelēm, izslēdzot pēdējo keramīda sintēzes posmu. Lai to paveiktu, viņi ģenētiski pārveidoja peles, kurās pieaugušajiem dzīvniekiem varēja izslēgt DES1 gēnu.
Viņi izstrādāja divus DES1 izslēgšanas veidus: globāli un selektīvi. Globālajā pieejā viņi klusēja DES1 visā ķermenī. Veicot selektīvo pieeju, viņi izslēdza fermentu selektīvās vietās, piemēram, aknās vai tauku šūnās.
Kad viņi izslēdza DES1, lai samazinātu keramīdu līmeni ļoti aptaukošanās pelēm ar insulīna rezistenci un taukainām aknām, viņi atklāja, ka jebkura pieeja darbojās. Dzīvnieku vielmaiņas veselība uzlabojās, pat ja tie palika aptaukošanās.
Viņu aknas atbrīvojās no taukiem, un insulīna un glikozes reakcija bija tikpat asa kā veselām, liesām pelēm. Pēc 2 mēnešu novērošanas dzīvniekiem bija laba veselība.
Prof. Summers paskaidro, ka, lai arī pelēm nav samazinājies svars, to ķermenis ir mainījis barības vielu pārstrādes veidu.
Citā eksperimentu komplektā komanda atklāja, ka, samazinot keramīda līmeni pirms pelēm ar lielu tauku diētu, dzīvnieki neļāva iegūt svaru un attīstīt insulīna rezistenci.
"Mēs esam identificējuši potenciālu terapeitisko stratēģiju, kas ir ļoti efektīva un uzsver, cik sarežģītas bioloģiskās sistēmas var dziļi ietekmēt smalkas ķīmijas izmaiņas."
Prof. Skots A. Summers
