Без жиров наше тело не могло бы работать — они дают энергию и служат важным строительным материалом, в том числе защитным слоем живых клеток. Многочисленные заболевания связаны с нарушениями жирового обмена, от ожирения до рака. Изучение этого метаболизма может вскоре стать возможным благодаря работе ученых из института LIMES в Университете Бонна, которые описали, как его можно контролировать в одной клетке печени. Результаты были опубликованы в разделе «Методы природы».
Когда мы говорим о жире в нашем теле, большинство людей думают о «соприкосновениях» вокруг живота и бедер. Однако, вопреки распространенному мнению, никто, - доказывает проф. Кристоф Тиле из института LIMES - не мог выжить без липидов, так как эти соединения называются в химической номенклатуре.
Липиды являются носителями энергии, которая важна для нас. Например, человек с раком, у которого нарушен обмен веществ, может быстро похудеть. Липиды выполняют еще одну чрезвычайно важную функцию — они являются строительными блоками для наружного слоя клеточной мембраны, в том числе для клеток головного мозга. И именно поэтому нарушения обмена веществ также могут быть основой неврологических заболеваний.
Именно поэтому ученые пытаются разработать методы, позволяющие проследить весь процесс от поглощения жира в процессе обмена веществ до его выведения. До сих пор радиоактивные вещества, флуоресцентные красители или тяжелые изотопы водорода использовались для определения «жировых путей». Проблема этого метода, однако, заключается в том, что зачастую невозможно различить маркированные и немаркированные вещества, и по этой причине необходимо определить большое количество. Разложение веществ также представляет значительную трудность.
Команда биохимиков из Боннского университета во главе с Клаусом Вундерлингом и Филиппом Лейендекером только что представила новый, гораздо более чувствительный и более эффективный способ отслеживания жиров — доказанный в исследованиях на мышах. Исследователи добавили жирные кислоты, отмеченные дополнительной тройной углеродной связью, к клеткам печени мыши, так называемой группе алкинов. Таким образом, они связали продукты метаболизма, которые они хотели отслеживать, с так называемой репортерной молекулой, то есть единицей, разнообразие которой позволяет наблюдать ее с помощью масс-спектрометра.
- Реакция разложения, которая происходит одновременно, дает очень сильный сигнал в спектрометре для веществ, маркированных таким образом, - объясняет проф. Тиле. - И это позволяет очень четко различать маркированные и немеченые липиды. Измерение примерно в тысячу раз более чувствительно, чем в предыдущих методах. Кроме того, это намного быстрее — мы достигаем результатов за минуты, а не за часы.
Этот метод может отслеживать более ста различных липидных маркеров в клетках одной и той же печени. Это означает, что можно детально проследить как нормальные, так и патологические метаболические пути.
Исследование печени мыши было решением, которое показалось исследователям наиболее очевидным, потому что именно печень является основным центром жирового обмена.
Этот метод еще не готов к применению у людей, потому что им еще не известно, как жирные кислоты в сочетании с алкиновой группой будут влиять на организм человека. Тем не менее, исследователи надеются, что их метод может быть очень эффективным инструментом для изучения побочных эффектов лекарств, которые влияют на жировой обмен.