Vypnutie tohto enzýmu u myší zvrátilo prediabetes
Jemné zameranie chemizmu ceramidov v tele by mohlo viesť k vývoju bezpečných nových spôsobov liečby cukrovky typu 2, srdcových chorôb a ďalších metabolických stavov.
Toto bol návrh, ktorý vedci urobili po zistení, že môžu zvrátiť prediabetes u myší s obezitou umlčaním enzýmu zodpovedného za posledný krok výroby ceramidu.
Deaktivácia enzýmu nazývaného dihydroceramid desaturáza 1 (DES1) znížila hladinu ceramidu v tele, uviedli nedávno Veda príspevok o ich práci.
Vypnutie DES1 tiež zabránilo myšiam na diéte s vysokým obsahom tukov vo vývoji tukovej pečene a inzulínovej rezistencie. Tieto dve podmienky sú hlavnými rizikovými faktormi pre srdcové choroby a cukrovku.
DES1 riadi premenu dihydroceramidu na ceramid s malým chemickým posunom dvoch atómov vodíka. Táto jemná zmena efektívne vloží „dvojnú väzbu do hlavného reťazca“ lipidovej molekuly.
Predchádzajúce výskumy už naznačovali, že zníženie hladín ceramidu by mohlo potenciálne zvrátiť metabolické choroby a cukrovku. Metódy, ktoré používali, by však mali za následok závažné vedľajšie účinky.
„Ceramidy ako ďalší cholesterol“
Nová štúdia posúva výskum sľubnejším terapeutickým smerom. Naznačuje, že by bolo možné znížiť hladinu ceramidu bezpečným spôsobom s malým, dobre načasovaným vyladením procesu výroby ceramidu.
„Naša práca,“ hovorí spoluautor štúdie Scott A. Summers, vedúci oddelenia výživy a integrovanej fyziológie na univerzite v Utahu v Salt Lake City, „ukazuje, že ceramidy majú vplyv na metabolické zdravie.“
„Myslíme na ceramidy ako na ďalší cholesterol,“ dodáva.
Vedci stále zisťujú, ako zníženie obsahu ceramidov ovplyvňuje organizmus. Existujú však dôkazy, podľa profesora Summersa, o súvislosti medzi ceramidmi a metabolickým ochorením.
Hovorí, že niektorí lekári už vykonávajú testy na hladinu ceramidu ako spôsob hodnotenia rizika srdcových chorôb u ľudí.
„Ceramidy prispievajú k lipotoxicite, ktorá je základom cukrovky, steatózy pečene [stukovatenie pečene] a srdcových chorôb,“ poznamenávajú autori novej štúdie.
Ak môžu byť ceramidy pôvodcom chorôb, na aký účel slúžia v tele? Vedci skúmali túto otázku hodnotením vplyvu ceramidu na metabolizmus.
Ceramid pre a proti
V štúdii zameranej na DES1 a ceramidy z roku 2013 profesor Summers a jeho spoluautori diskutovali o tom, ako by obezita mohla zvýšiť riziko metabolických chorôb a ako prispievajú ceramidy.
Teória je taká, že u ľudí s obezitou prijímajú tkanivá tela nadbytok lipidov, ktoré si nemôžu ukladať, čo vedie k hromadeniu „molekúl pochádzajúcich z tuku, ktoré zhoršujú funkciu tkanív“.
Profesor Summers a jeho kolegovia zistili, že ceramidy spustili množstvo procesov, ktoré zvyšujú ukladanie tuku v bunkách. Navyše narúšajú schopnosť buniek získavať energiu z cukru alebo glukózy.
Lipidy tiež spomaľujú spracovanie mastných kyselín. Robia to dvoma spôsobmi: získavaním pečene do väčšieho množstva mastných kyselín a znižovaním spaľovania tukov v tkanivách.
Ceramidy majú aj ďalšie funkcie. Jedným z nich je posilnenie bunkových stien.
Profesor Summers preto navrhuje, že pretože zvyšovanie ukladania tukov zvyšuje hladinu ceramidu, zdá sa, že ceramidy majú úlohu v ochrane buniek pred prasknutím v čase dostatku, keď telo zvyšuje zásoby tukov.
Zdá sa však, že v prípade obezity ceramid preberá úlohu toxického lipidu.
Obézne myši mali lepšie metabolické zdravie
V nedávnej štúdii vedci znížili hladinu ceramidu u myší zastavením posledného kroku syntézy ceramidu. Aby to dosiahli, geneticky upravili myši, u ktorých mohli vypnúť gén pre DES1 u dospelých zvierat.
Vyvinuli dva spôsoby vypínania DES1: globálne a selektívne. V globálnom prístupe umlčali DES1 v celom tele. Pri selektívnom prístupe vypínali enzým na selektívnych miestach, napríklad v pečeni alebo tukových bunkách.
Keď u extrémne obéznych myší s inzulínovou rezistenciou a stukovatením pečene vypli DES1 na zníženie obsahu ceramidov, zistili, že obidva prístupy fungujú. Zlepšilo sa metabolické zdravie zvierat, aj keď zostali obézne.
Ich pečeň sa zbavila tuku a ich inzulínové a glukózové reakcie boli také ostré ako u zdravých štíhlych myší. Po 2 mesiacoch pozorovania zostali zvieratá v dobrom zdravotnom stave.
Profesor Summers vysvetľuje, že hoci myši nehubili, ich telá zmenili spôsob, akým spracovávajú živiny.
V ďalšom súbore experimentov tím zistil, že zníženie hladín ceramidu pred uvedením myší na stravu s vysokým obsahom tukov zastavilo zvieratá v priberaní a vzniku inzulínovej rezistencie.
"Zistili sme potenciálnu terapeutickú stratégiu, ktorá je pozoruhodne efektívna a zdôrazňuje, ako môžu byť zložité biologické systémy hlboko ovplyvnené jemnou zmenou chémie."
Scott A. Summers
