Cercetătorii de la SAS au participat la două descoperiri importante. Au fost publicate în iulie în mass-media, care sunt printre cele mai prestigioase din lume. Constatările se referă la capacitatea promițătoare de a viza grăsimea corporală și structura proteinelor importante.

stres

2 august 2007 la 12:00 AM

În primul caz, un articol al lui Richard Kvetňanský de la Institutul de Endocrinologie Experimentală al Academiei Slovace de Științe din Bratislava a fost publicat în Nature Medicine. Ei s-au concentrat pe relația încă insuficient cercetată dintre stres și obezitate. Au găsit o modalitate de a adăuga și elimina grăsimea din anumite părți ale corpului șoarecilor de laborator prin injecții cu o substanță netoxică.

În al doilea caz, Marián Farkašovský de la Institutul de Biologie Moleculară al Academiei Slovace de Științe din Bratislava a publicat, de asemenea, rezultatele preliminar online în Nature, împreună cu colegii străini. Au studiat septinele umane, proteine ​​misterioase care se numără printre jucătorii cheie din celulele multor organisme.

Marián Farkašovský despre imaginea actuală din laborator. Foto: Renáta Knirschová/ÚMB SAS.

Creșterea și pierderea în greutate prin injecții

Richard Kvetňanský și colegii săi au descris mecanismul prin care stresul provoacă creșteri anormale în greutate la șoareci și modul în care acesta poate fi manipulat. La început, neuropeptida (neuropeptida) este Y sau NPY, o substanță secretată de nervii sistemului care pregătește corpul pentru stres. Efectul său este mediat de o altă substanță, receptorul neuropeptidic Y2 sau NPY2R.

Șoareci săraci și grași din experimentele subiectului. Foto: Universitatea Georgetown.

Cercetătorii au adăugat grăsime pe site-urile selectate de pe corpul șoarecilor prin injectarea NPY. În decurs de două săptămâni, șoarecii crescuseră greutatea și volumul țesutului adipos cu până la 50%. Șoarecii cu stres cronic sunt mai activați de tandemul NPY-NPY2R. Dar când i-au injectat o substanță care a blocat acțiunea NPY2R, au slăbit rapid, din nou cu până la 50%.

De la șoarece la om

La început, oamenii de știință nu și-au crezut ochii, dar rezultatele experimentelor de patru ani au fost fără echivoc. După reducerea cantității de grăsime din zona abdominală a șoarecilor, grăsimea din ficat și din mușchii scheletici a scăzut, de asemenea. Acest lucru a ajutat la „punerea în ordine” a rezistenței la insulină, a intoleranței la glucoză, a tensiunii arteriale și a inflamației vasculare.

În plus, primele rezultate ale acelorași experimente cu maimuțe indică un mecanism similar. Acest lucru poate explica de ce persoanele cu stres cronic câștigă mai mult decât ar trebui, judecând după cantitatea de calorii consumate (deși alte persoane pierd în greutate în timpul stresului). Aceasta este prima cercetare care demonstrează efectul direct al stresului asupra acumulării de grăsimi. Nu este doar o problemă a creierului, așa cum se credea anterior (adică controlul apetitului și al metabolismului general de către hipotalamus), ci un răspuns fiziologic direct al țesutului adipos la stres.

Stresul pentru obezitate

Experimentele au simulat stresul cronic pe care șoarecii îl pot întâlni în natură. Timp de două săptămâni, au stat întotdeauna în apă rece timp de o oră pe zi sau au fost stresați pentru aceeași perioadă de timp de un șoarece dominant agresiv.

I-au hrănit fie în mod normal, fie cu o dietă bogată în grăsimi și zahăr. Animalele stresate nu s-au îngrășat cu o dietă normală, dar au subliniat că dau un conținut ridicat de calorii, chiar și de două ori mai mult decât ar avea un aport caloric. Și mai mult, mai ales în zona abdominală.

Animalele stresate au consumat aceeași cantitate dintr-o astfel de dietă ca animalele de control care nu sunt stresate, dar metabolismul lor a tratat-o ​​diferit. Evolutiv, are sens dacă mai multe grăsimi sunt depozitate în momente dificile decât rezerva de energie. Oamenii pot lucra la fel.

Imagini cu rezonanță magnetică ale corpurilor șoarecilor. Cele superioare arată grăsimea abdominală totală, cele inferioare arată grăsimea internă pe secțiunea transversală a corpului. Al treilea și al patrulea șoarec din stânga urmau o dietă bogată în calorii, al treilea a fost stresat rămânând în apă rece, al patrulea a fost agresiunea șoarecelui dominant. Tonurile galbene, portocalii și maronii corespund țesutului adipos. Primul din stânga este șoarecii de control pe o dietă normală, al doilea pe o dietă bogată în calorii, dar nestresată. Cei doi șoareci din dreapta urmau o dietă bogată în calorii și stresați de frig, dar nu s-au îngrășat după blocarea NPY2R. Foto: Medicina naturii.

Îmbătrânire mai sănătoasă?

Dacă noua descoperire este confirmată definitiv la om, va fi utilizată cel mai rapid în chirurgia plastică cosmetică și reconstructivă. Deoarece vă permite să adăugați grăsimi precum grefele, vă va ajuta să întineriți fața, să reglați sânii, sediul coapselor și să măriți buzele. Injecțiile simple garantează rezultatele predictibile ale procedurii, sunt ieftine, compatibile cu țesutul propriu al pacientului și procedura este permanentă. Posibilitatea îndepărtării locale a țesutului adipos prin blocarea NPY2R duce la ideea înlocuirii îndepărtării de grăsime de astăzi, care este încă o procedură chirurgicală cu toate riscurile. Umplerea ușoară și sigură a grăsimii dorite și îndepărtarea grăsimilor nedorite poate schimba natura actuală a persoanelor în vârstă. Și cu rolul uriaș al excesului de grăsime în boli, va atenua și simptomele de sănătate însoțitoare.

Această descoperire probabil nu ne va permite să mâncăm ceea ce vrem și cât vrem și apoi să o rezolvăm blocând NPY2R, dar cu siguranță va aduce o contribuție semnificativă la îmbunătățirea sănătății umane și a calității vieții.

O echipă de 12 membri formată din oameni de știință din SUA, Slovacia și Australia a fost coordonată de Zofia Zukowska de la Universitatea Georgetown din Washington.

Jucători cheie misterioși

Septinele sunt un grup de proteine ​​care se schimbă minim în evoluție. Sunt atât de importante încât pur și simplu nu pot fi puse la modă, ca să spunem așa. Acestea sunt de obicei unite în lanțuri mai scurte (oligomeri) și mai lungi (polimeri), din care se formează diferite fibre lungi, cu o lățime de 7-9 nanometri (miliardimi de metru). Unitățile de fibre măsoară de obicei 25-32 nanometri.

Septinele au fost descoperite în 1970 în drojdie în devenire, unde au format un inel în zona îngustată dintre celulele mamă și fiică, organizând diviziunea celulară. De atunci, s-a constatat că acestea sunt implicate într-o serie de alte mișcări și procese intracelulare importante pe lângă diviziunea celulară. Ele sunt una dintre componentele cheie ale "scheletului" celulei și acționează ca un "schelă" pentru multe alte proteine.

Structură unică

Cu toate acestea, se știe puțin despre structura septinelor individuale și complexele lor și despre modul în care acestea formează fibre. Marián Farkašovský și colegii săi au cartografiat acum structura atât a septinei umane SEPT-2, cât și a complexului triplu de septine umane SEPT2 - SEPT6 - SEPT7. Au folosit cristalografie cu raze X (proteinele au fost lăsate mai întâi să cristalizeze astfel încât să poată fi bine iluminate de raze X) și un microscop electronic. Detaliile recent dezvăluite ale structurii fac septinele fundamental diferite de alte părți ale „scheletului” celular.

Septine și sănătate

Septinele sunt cunoscute în celulele fungice și animale, dar nu și în protozoare și plante. De exemplu, drojdia are șapte gene care codifică septine, viermi doi și oameni treisprezece. Structura incorectă și, astfel, funcția septinelor umane par a fi implicate în dezvoltarea mai multor boli grave, în special a bolilor neurodegenerative, precum Alzheimer și Parkinson, dar în acest context se vorbește și despre tipuri de cancer precum leucemiile sau limfoamele.

Unități cu șase componente ale fibrelor de septină umane la microscop electronic. Foto: Natura.

Deci, care este principala semnificație practică a noilor cunoștințe despre structura septinelor? Acestea sunt o condiție prealabilă pentru o înțelegere completă a funcției septinelor, care pot fi apoi utilizate pentru tratarea acestor boli. Cu toate acestea, varietatea rolurilor importante ale septinelor în celule indică alte câteva utilizări, de exemplu în biotehnologie.

O echipă de opt membri formată din oameni de știință din Germania, Slovacia și SUA a fost coordonată de Alfred Wittinghofer de la Institutul Max Planck pentru Fiziologie Moleculară din Dortmund.