Η σύγχρονη επιστήμη έχει φέρει επανάσταση στην αντιμετώπιση της παχυσαρκίας με φάρμακα που βοηθούν στην απώλεια βάρους, αλλά συχνά μειώνουν και τη μυϊκή μάζα. Τώρα, ερευνητές ανακάλυψαν έναν βιολογικό μηχανισμό που ενισχύει την καύση λίπους και θα μπορούσε να λύσει αυτό το πρόβλημα, προστατεύοντας ταυτόχρονα τους μύες από την απώλεια.

Διαβάστε: Συγκλονιστικό μήνυμα από 25χρονη που ήταν θύμα bullying λόγω της εμφάνισής της: "Μεγαλύτερό μου επίτευγμα, η δουλειά που έκανα στο μυαλό και στην ψυχή" (Βίντεο)

Επιστήμονες του Ινστιτούτου Weizmann στο Ισραήλ εντόπισαν μια πρωτεΐνη με την ονομασία MTCH2, γνωστή και ως Mitch, η οποία διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στον τρόπο που τα κύτταρα διαχειρίζονται την ενέργεια και αποθηκεύουν το λίπος. Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό EMBO Journal, η απενεργοποίηση αυτής της πρωτεΐνης σε ανθρώπινα κύτταρα επιταχύνει τη διαδικασία καύσης λίπους και υδατανθράκων, ενώ παράλληλα μειώνει τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων.

Τα ευρήματα βασίζονται σε προηγούμενες έρευνες σε ποντίκια που έδωσαν εκπληκτικά αποτελέσματα. Τα ζώα που στερούνταν της πρωτεΐνης Mitch στους μύες τους ανέπτυξαν καλύτερη φυσική κατάσταση, μεγαλύτερη αντοχή και παρουσίασαν εντυπωσιακή αντίσταση στην παχυσαρκία.


Απροσδόκητη ανακάλυψη για την καύση λίπους

Πριν από μερικά χρόνια, ο καθηγητής Atan Gross και οι συνεργάτες του παρατήρησαν κάτι απροσδόκητο κατά τη μελέτη της πρωτεΐνης Mitch. Όταν οι ερευνητές κατέστειλαν την παραγωγή της πρωτεΐνης στον μυϊκό ιστό των ποντικιών, τα ζώα παρουσίασαν σημαντικές βελτιώσεις στη σύνθεση του σώματός τους.

Τα ποντίκια όχι μόνο απέφυγαν την παχυσαρκία, αλλά ανέπτυξαν και περισσότερες μυϊκές ίνες. Αυτές οι ίνες καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου και συνδέονται με βελτιωμένη αντοχή και αθλητική απόδοση. Τα ζώα είχαν καλύτερες επιδόσεις σε δοκιμασίες φυσικής καταπόνησης και έδειξαν επίσης βελτιωμένη καρδιακή λειτουργία.

Η ανακάλυψη έθεσε ένα σημαντικό ερώτημα: Πώς η απενεργοποίηση μιας μόνο πρωτεΐνης μπορεί να προστατεύει από την παχυσαρκία και ταυτόχρονα να ενισχύει τη φυσική αντοχή;

Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, οι ερευνητές στράφηκαν στα μιτοχόνδρια, τις μικροσκοπικές δομές μέσα στα κύτταρα που λειτουργούν ως εργοστάσια ενέργειας. Τα μιτοχόνδρια παράγουν την ενέργεια που χρειάζονται τα κύτταρα για να λειτουργήσουν και διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στο μεταβολισμό, το σύνολο των χημικών διεργασιών που μετατρέπουν την τροφή σε χρήσιμη ενέργεια.


Πώς τα μιτοχόνδρια επηρεάζουν την καύση λίπους

Το σχήμα και η οργάνωση των μιτοχονδρίων μπορούν να αποκαλύψουν πολλά για τον τρόπο που τα κύτταρα παράγουν ενέργεια.

Μερικές φορές τα μιτοχόνδρια συγχωνεύονται σε μεγάλα διασυνδεδεμένα δίκτυα που παράγουν ενέργεια αποτελεσματικά. Σε άλλες περιπτώσεις, παραμένουν διαχωρισμένα σε μικρότερες μεμονωμένες μονάδες που είναι λιγότερο αποδοτικές. Όταν η παραγωγή ενέργειας γίνεται λιγότερο αποτελεσματική, τα κύτταρα αντισταθμίζουν καταναλώνοντας μεγαλύτερες ποσότητες καυσίμου, συμπεριλαμβανομένων λιπών, υδατανθράκων και πρωτεϊνών.

Μετά από χρόνια έρευνας, η ομάδα του καθηγητή Gross στο Τμήμα Ανοσολογίας και Αναγεννητικής Βιολογίας του Ινστιτούτου Weizmann ανακάλυψε ότι η πρωτεΐνη Mitch βοηθά στον έλεγχο αυτής της διαδικασίας ρυθμίζοντας τη συγχώνευση των μιτοχονδρίων. Αυτό το εύρημα πρόσφερε μια πιθανή εξήγηση για τα ασυνήθιστα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν στα ποντίκια.

Το επόμενο βήμα ήταν να διαπιστωθεί αν ο ίδιος μηχανισμός λειτουργεί και στα ανθρώπινα κύτταρα.


Τι συμβαίνει όταν αφαιρεθεί η πρωτεΐνη Mitch

Η νέα μελέτη, υπό την καθοδήγηση της υποψήφιας διδάκτορα Sabita Chourasia, χρησιμοποίησε τεχνικές γενετικής μηχανικής για να εξαλείψει την πρωτεΐνη Mitch από ανθρώπινα κύτταρα. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά.

Χωρίς την πρωτεΐνη Mitch, το φυσιολογικό δίκτυο των μιτοχονδρίων διασπάστηκε σε ξεχωριστές μονάδες. Η παραγωγή ενέργειας έγινε λιγότερο αποδοτική, αφήνοντας τα κύτταρα σε μια κατάσταση συνεχούς ενεργειακής ανεπάρκειας.

Με την πρώτη ματιά, αυτό μπορεί να φαίνεται επιβλαβές. Ωστόσο, όταν ο στόχος είναι η αύξηση της ενεργειακής δαπάνης και η μείωση της συσσώρευσης λίπους, αυτός ο τύπος αναποτελεσματικότητας μπορεί πραγματικά να λειτουργήσει προς όφελος του οργανισμού. Τα κύτταρα που δυσκολεύονται να παράγουν ενέργεια πρέπει να καταναλώνουν περισσότερο καύσιμο για να καλύψουν τις ανάγκες τους.

Όπως εξηγεί η Chourasia: «Μετά τη διαγραφή της Mitch, εξετάσαμε κάθε λίγες ώρες την επίδραση που είχε σε περισσότερες από 100 ουσίες που συμμετέχουν στο μεταβολισμό σε ανθρώπινα κύτταρα. Είδαμε αύξηση στην κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο παράγει ενέργεια από θρεπτικά συστατικά όπως υδατάνθρακες και λίπη, χρησιμοποιώντας οξυγόνο. Αυτό εξηγεί την αύξηση της μυϊκής αντοχής σε προηγούμενα πειράματα με ποντίκια».


Τα ανθρώπινα κύτταρα αρχίζουν να καταναλώνουν περισσότερο λίπος

Επειδή τα τροποποιημένα κύτταρα χρειάζονταν περισσότερη ενέργεια, αύξησαν την κατανάλωση των διαθέσιμων πηγών καυσίμου.

Οι ερευνητές παρατήρησαν μεγαλύτερη διάσπαση λιπών, υδατανθράκων και αμινοξέων. Εντόπισαν επίσης σημαντική μεταβολή στον τρόπο που τα κύτταρα παρήγαγαν ενέργεια.

Τα συνηθισμένα κύτταρα βασίζονται κυρίως σε υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Τα κύτταρα που στερούνταν την πρωτεΐνη Mitch, ωστόσο, εξαρτιόνταν πολύ περισσότερο από το λίπος ως κύρια πηγή καυσίμου τους.

Όπως εξηγεί ο καθηγητής Gross: «Ανακαλύψαμε ότι η διαγραφή της Mitch οδήγησε σε σημαντική μείωση των λιπών στις μεμβράνες. Ταυτόχρονα, είδαμε αύξηση στις λιπώδεις ουσίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας και συνειδητοποιήσαμε ότι το λίπος διασπάται από τη μεμβράνη για να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Με άλλα λόγια, δείξαμε ότι η Mitch καθορίζει τη μοίρα του λίπους στα ανθρώπινα κύτταρα».

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η πρωτεΐνη Mitch λειτουργεί ως σημαντικός ρυθμιστής που βοηθά να αποφασιστεί αν το λίπος θα αποθηκευτεί ή θα καεί, επηρεάζοντας άμεσα την καύση λίπους στον οργανισμό.


Αποκλεισμός του σχηματισμού νέων λιποκυττάρων

Οι ερευνητές ανακάλυψαν μια ακόμη σημαντική επίδραση της αφαίρεσης της πρωτεΐνης Mitch. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι οι γυναίκες με παχυσαρκία τείνουν να έχουν αυξημένα επίπεδα της πρωτεΐνης. Αυτή η παρατήρηση οδήγησε την ομάδα να διερευνήσει αν η Mitch θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει τη δημιουργία νέων λιποκυττάρων.

Τα λιποκύτταρα προέρχονται από προγονικά κύτταρα γνωστά ως πρόδρομα κύτταρα. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, αυτά τα ανώριμα κύτταρα συσσωρεύουν λίπος και εξελίσσονται σε ώριμα κύτταρα αποθήκευσης λίπους μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται διαφοροποίηση.

Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν την πρωτεΐνη Mitch από τα πρόδρομα κύτταρα, αυτός ο μετασχηματισμός έγινε πολύ πιο δύσκολος.

Όπως εξηγεί ο καθηγητής Gross: «Όταν διαγράψαμε την Mitch από τα πρόδρομα κύτταρα, ανακαλύψαμε ότι το περιβάλλον που δημιουργήθηκε σε αυτά τα κύτταρα δεν ευνοούσε τη σύνθεση νέων λιπών. Η μείωση της ικανότητας σύνθεσης μεμβρανών εμποδίζει τα κύτταρα να αναπτυχθούν και να φτάσουν στο σημείο όπου η διαφοροποίηση είναι δυνατή. Η διαδικασία συσσώρευσης λίπους απαιτεί μεγάλη ποσότητα διαθέσιμης ενέργειας, αλλά σε κύτταρα χωρίς Mitch υπάρχει έλλειψη ενέργειας. Επιπλέον, η έκφραση γονιδίων απαραίτητων για τη διαφοροποίηση καταστέλλεται και υπάρχει έλλειψη των ουσιών που είναι ζωτικής σημασίας για να συμβεί αυτή η διαδικασία. Ως αποτέλεσμα, η διαφοροποίηση νέων λιποκυττάρων μειώνεται, μαζί με τη συσσώρευση λίπους».

Με άλλα λόγια, τα κύτταρα που στερούνταν την πρωτεΐνη Mitch όχι μόνο καταναλώνουν περισσότερο λίπος μέσω της καύσης λίπους, αλλά είναι επίσης λιγότερο ικανά να δημιουργήσουν νέα κύτταρα αποθήκευσης λίπους.


Νέα κατεύθυνση στην έρευνα για την παχυσαρκία

Αν και η έρευνα διεξήχθη σε κύτταρα και είναι ακόμη μακριά από το να γίνει θεραπεία, τα ευρήματα αποκαλύπτουν μια ισχυρή βιολογική οδό που επηρεάζει τόσο τη χρήση ενέργειας όσο και την αποθήκευση λίπους.

Αυξάνοντας την καύση λίπους και ταυτόχρονα περιορίζοντας τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων, η στόχευση της πρωτεΐνης Mitch θα μπορούσε τελικά να προσφέρει στους ερευνητές μια νέα στρατηγική για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας. Η ανακάλυψη μπορεί επίσης να βοηθήσει στην αντιμετώπιση μιας από τις πιο επίμονες προκλήσεις που σχετίζονται με τις σύγχρονες θεραπείες απώλειας βάρους: τη διατήρηση της υγιούς μυϊκής μάζας ενώ μειώνεται το περιττό σωματικό λίπος.

Στη μελέτη συμμετείχαν ερευνητές από το Ινστιτούτο Weizmann, το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια και το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Σαν Αντόνιο.

Ο καθηγητής Atan Gross κατέχει την έδρα Marketa & Frederick Alexander. Η έρευνά του υποστηρίζεται επίσης από τον Amnon Shoham.