5 Minuten
Viena aminorūgštis ir kalorijų ribojimo mįslė
Mažinti kalorijų suvartojimą yra patikrintas būdas sumažinti svorį, tačiau tikslūs biologiniai signalai, skatinantys riebalus deginti kalorijas, iki šiol buvo suprantami nevisiškai. Daugianacionalinė mokslininkų grupė iš Jungtinių Valstijų nustatė cisteiną — sierą turinčią aminorūgštį, gausią daugelyje baltymingų maisto produktų — kaip pagrindinį šio proceso reguliatorių. Jų darbas, paskelbtas Nature Metabolism, rodo, kad sumažinus cisteino kiekį galima paversti energiją kaupiantį baltąjį riebalinį audinį į energiją sklaidantį rudąjį riebalinį audinį, taip įjungiant šilumą generuojantį ir kalorijas deginantį programą organizme. Šie atradimai susieja cisteiną su metabolizmu, riebalų „browning“ ir termogeneze.
Eksperimentų dizainas ir pagrindiniai radiniai
Norėdami ištirti priežastingumą, mokslininkai naudojo pelių modelį, genetiškai negalinčias sintetinti cisteino, ir kontroliavo dietinį cisteino kiekį. Kai dietinis cisteinas buvo neįtrauktas, šios pelės per vieną savaitę neteko neįtikėtino 25–30 % kūno masės, palyginti su kontrolinėmis pelėmis, kurios galėjo gaminti arba gauti cisteiną su maistu. Cisteino sugrąžinimas atstatė svorį ir metabolinį balansą, tai rodo, kad svorio netekimas buvo tiesiogiai susijęs su cisteino prieinamumu, o ne su negrįžtamu pažeidimu.
Pelės su sumažintu cisteino kiekiu labai greitai prarado daug svorio. (Lee ir kt., Nat. Metab., 2025)
Siekiant patikrinti žmogaus reikšmę, tyrėjai išanalizavo audinių mėginius ir metabolinius duomenis iš 238 dalyvių prieš tai vykusio kalorijų ribojimo tyrimo. Riebalinis audinys žmonių, taikiusių kalorijų apribojimą, rodė mažesnį cisteino kiekį, kas palaiko hipotezę, kad sumažėjęs dietinis kiekis mažina cisteiną ir skatina riebalų „browning" žmonėms taip pat.
Mechanizmai ir metaboliniai kompromisai
Baltųjų į rudus riebalų pokyčiai
Baltasis riebalinis audinys (WAT) kaupia energiją kaip riebalus; rudas riebalinis audinys (BAT) turi daug mitochondrijų ir specializuotų baltymų, kurie sklaido energiją kaip šilumą — procesą, vadinamą termogeneze. Naujas tyrimas rodo, kad cisteino sumažėjimas aktyvina genų programas ir mitochondrijų pokyčius WAT, kurie primena BAT, taip padidinant viso organizmo energijos išeikvojimą.
Redoksinė biologija ir saugumo rūpesčiai
Cisteinas nėra tik baltymų sintezės substratas; jis yra esminis ląstelinio redoksinio balanso elementas (per glutathioną ir susijusius kelius). Tyrimo autoriai ir nepriklausomi ekspertai įspėja, kad nekontroliuojamas cisteino blokavimas galėtų destabilizuoti oksidacinį balansą ir sukelti rimtą sisteminę žalą. Pelių modelyje itin griežtas cisteino ribojimas sukėlė pavojingai greitą svorio kritimą, nors šis poveikis buvo atstatomas papildžius cisteiną.
"Šie rezultatai rodo galimas ateities svorio valdymo strategijas, kurios galbūt neapsiribos vien tik kalorijų mažinimu," sakė Krisztian Stadler iš Pennington Biomedical Research Center. Eric Ravussin pridūrė, kad atvirkštinė vertė iš žmogaus kalorijų ribojimo tyrimo atskleidė naują energijos metabolizmo žaidėją.
Terapijų ir mitybos pasekmės
Tikslinti aminorūgščių metabolizmą yra perspektyvus, bet subtilus požiūris. Galimos programos apima tikslinę mitybą, kuri moduliuotų cisteino vartojimą, arba mažas molekules, kurios laikinai keistų cisteino metabolizmą riebaliniame audinyje, siekiant padidinti termogenezę. Bet kokia terapinė strategija turi kruopščiai subalansuoti naudą ir riziką, susijusią su redoksinės homeostazės ir kitų cisteinui priklausančių procesų pažeidimu.
Technologijos, kurios galėtų pagreitinti vertimą į kliniką, apima metabolitų moduliais tikslingą pristatymą riebaliniam audiniui, metabolomikos tyrimus cisteino srautui pacientams stebėti ir genų terapijos vektorius, leidžiančius kontroliuoti vietinę fermentų aktyvumą riebalų kaupyklose.
Eksperto įžvalga
Dr. Maya Chen, metabolinė fiziologė (išgalvota), komentavo: "Šis tyrimas elegantiškai sujungia konkretų maistinio signalo elementą su galingu metaboliniu rezultatu. Jis peržiūri kalorijų ribojimą kaip dalinai kintančią maistinių signalų būseną — ne vien tik energijos deficitą. Tačiau perkėlimas į žmones reikalauja tikslių priemonių, kurios švelniai paveiktų cisteino kelius riebaliniame audinyje, nepažeidžiant sisteminių antioksidacinių gynybų."
Išvados
Atrasta, kad cisteino sumažėjimas gali perjungti baltuosius riebalus į rudumą primenantį, kalorijas deginantį audinį, atveria anksčiau nežinomą metabolinį jungiklį, kuris padeda paaiškinti, kaip kalorijų ribojimas mažina kūno masę. Nors šie radiniai atveria naujus kelius svorio valdymo strategijoms ir metabolinėms terapijoms, jie taip pat pabrėžia rimtus saugumo iššūkius: cisteinas yra kertinis redoksinės biologijos ir bendros metabolinės sveikatos elementas. Tolimesni tyrimai turės apibrėžti saugius, audiniui specifinius būdus, kaip panaudoti šį jungiklį klinikinei naudai. Pilnas tyrimas prieinamas Nature Metabolism.
Quelle: sciencealert
Kommentare