Избыточный вес остается одной из главных проблем со здоровьем, поэтому ученые активно изучают механизмы его развития. На сей раз они обратили внимание на митохондрии — органеллы, называемые «электростанциями» клетки — и выяснили, что у сидящих на жирной диете мышей они разрушаются на фрагменты. В этом участвует белок RalA, воздействуя на который, можно изменить метаболизм жиров и предотвратить набор лишнего веса.
Ожирение и избыточный вес — одна из самых распространенных проблем со здоровьем, которая во многих развитых странах стала настоящим бичом. Например, в США 35 процентов мужчин имеют избыточный вес, а 40 процентов вовсе страдают от ожирения.
Излишек веса пагубно сказывается на многих органах и связан с целым «букетом болезней», включая заболевания сердца, гипертонию, диабет, хроническое воспаление и так называемый 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, нарушающем многие функции организма, митохондрии также начинают «ломаться». Чтобы изучить этот процесс, ученые посадили самцов лабораторных мышей на богатую жирами диету. Оказалось, злоупотребление жирным приводит к распаду митохондрий клеток белой жировой ткани на части — то есть фрагментации. Из-за этого органеллы стали хуже работать и не могли должным образом окислять продукты метаболизма, что чревато усилением проблемы лишнего веса.
Затем ученые выяснили, что виной разрушения митохондрий стала активация фермента RalA, который относится к группе ГТФаз. В частности, белок способен «включать» другой фермент (Drp1), стимулирующий распад митохондрий. Поэтому биологи предположили, что «выключение» RalA с помощью генного нокаута поможет сохранить нормальную работу митохондрий. Они получили мышей с делецией этого гена — удалили часть последовательности ДНК грызунов.
Мыши с измененным геномом приобрели своего рода иммунитет к ожирению и его последствиям. На фоне избытка жирного в 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.
Авторы исследования подчеркнули, что подобный RalA фермент есть и у человека. Он вполне может стать новой мишенью для терапии ожирения и избыточного веса, в будущем предотвратив множество случаев болезней и смертей.