Врачи, диетологи и исследователи уже давно убеждены, что насыщенные жиры приближают смерть и способствуют развитию сердечно-сосудистых заболеваний, в то время как ненасыщенные жиры (например, рыбий жир и оливковое масло) очень полезны.
Большое количество насыщенных жиров обнаруживается в пальмовом и кокосовом масле, говяжьем и свином сале, а также молочных продуктах. Но до сих пор был неясен механизм их влияния на клетки организма и конкретные причины, вызывающие широкий спектр заболеваний
Новое исследование ученых из Колумбийского университета (Columbia University, США) дало ответ на этот вопрос. Ученые разработали новый метод микроскопии, который позволяет напрямую отслеживать жирные кислоты после того, как они были поглощены живыми клетками. Они усовершенствовали существующую технология визуализации, называемую спектроскопей комбинационного рассеяния света (SRS).
Этот метод включает замену атома водорода в жирных кислотах его изотопом. Он не меняет их физико-химических свойств и поведения (как это делают традиционные методы исследований). После этого все молекулы, полученные из жирных кислот, могут быть выявлены внутри живых клеток. То, что исследователи обнаружили, применив этот метод, может оказать значительное влияние как на понимание механизма действия насыщенных жиров, так и на лечение ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.
Оказалось, что процесс создания клеточной мембраны из насыщенных жирных кислот приводит к образованию «затвердевших» участков, в которых молекулы «заморожены». В нормальных условиях мембраны должны быть гибкими, а молекулы, из которых они построены – пластичными.
Ученые выяснили, что жесткие, прямые, длинные цепи насыщенных жирных кислот придают жесткость молекулам липидов и вызывают их отделение от остальной части мембраны клетки. Эти липидные молекулы затем накапливаются в плотных неподвижных «островках» или кластерах. По мере того как в клетку поступает все больше насыщенных жирных кислот, эти островки растут, образуя все более обширный участок непластичной мембраны, постепенно разрушая ее и вызывая гибель клетки.
«Долгое время мы полагали, что вся клеточная мембрана является пластичной, позволяя встроенным белкам изменять свою форму и выполнять различные реакции. Твердую мембрану никто раньше не наблюдал в живых клетках млекопитающих. То, что мы увидели – абсолютно новое удивительное явление», - рассказал автор исследования, профессор Вей Мин (Wei Min).
«Мы также обнаружили, что добавление ненасыщенных жирных кислот может «расплавить» жесткие островки мембраны, замороженные насыщенными жирными кислотами», - отмечают исследователи. Этот механизм может частично объяснить благотворное влияние ненасыщенных жирных кислот и то, как они защищают клетки при некоторых нарушениях липидного обмена в организме. Оказалось, что молекулы липидов, полученные из ненасыщенных жирных кислот, предотвращают жесткую связку между собой липидов, полученных из насыщенных жирных кислот. Они продолжают свободно двигаться и препятствуют формированию кластера.
«Поведение насыщенных жирных кислот после их попадания внутрь клетки способствует развитию серьезных и часто смертельных заболеваний. Визуализация механизма того, как именно жирные кислоты вносят вклад в метаболическое заболевание, дает нам прямую физическую информацию, необходимую для того, чтобы начать искать эффективные способы лечения. Возможно, например, мы можем найти способ блокировать накопление опасных липидов внутри клеток. Мы очень взволнованы нашим открытием. Оно может реально повлиять на развитие мировой медицины, особенно в областях лечения болезней, связанные с липидным обменом», - заключили исследователи.