Poznavanje načina na koji tijelo sagorijeva masti je ključno za razumijevanje svih vrsta metaboličkih sistema – za regulisanje tjelesne temperature, težine, nivoa energije i još mnogo toga... Istraživači su upravo otkrili novi molekularni „brojčanik“ koji kontroliše sagorijevanje masti kod miševa.

Foto: ilustracija, Pixabay

Studija, koju je vodio tim sa Univerziteta Makgil u Kanadi, fokusira se na smeđu mast (ili masno tkivo), koju tijelo skladišti u manjim količinama od bijele masti. Dok bijela mast prvenstveno služi za skladištenje energije i povezana je sa težinom i gojaznošću, glavni zadatak smeđe masti je sagorijevanje kalorija kako bi nas održalo toplim.

Nedavno je otkriveno da ne postoji jedan, već dva načina na koje smeđa mast generiše toplotu: dugo poznati proces povezan sa UCP1 proteinom i noviji proces nazvan uzaludni ciklus kreatina.

Do sada nije bilo jasno kako se odvija uzaludni ciklus kreatina – tako da identifikovanje regulatora koji ga kontroliše ima implikacije za poboljšanje zdravlja u nekoliko oblasti.

„Ovo je prvi put da smo identifikovali kako se aktivira alternativni put proizvodnje toplote, nezavisno od klasičnog sistema. To otvara vrata razumijevanju kako višestruki sistemi za sagorijevanje energije rade zajedno kako bi tijelo održali toplim na tačno pravoj temperaturi", kaže biohemičar Lorens Kazak sa Univerziteta Makgil.

Otkriće je napravljeno pažljivim ispitivanjem smeđe masti kod miševa izloženih hladnoći i hemikalija koje su se nakupile. Ove hemikalije su zatim testirane na enzim za koji se zna da je ključan za uzaludni ciklus kreatina: tkivno nespecifična alkalna fosfataza (TNAP).

Istraživači su otkrili da glicerol, okosnica nekih molekula masti, može da aktivira TNAP. Napredno 3D mapiranje enzima otkrilo je kako: Glicerol se vezuje za specifičnu šupljinu u TNAP-u, koju su istraživači nazvali „glicerolski džep“.

Da bi potvrdili svoje nalaze, tim je ispitivao rijetku bolest kostiju povezanu sa niskim nivoima TNAP-a nazvanu hipofosfatazija, jgde kosti ne kalcifikuju pravilno, što ih čini mekim i slabim. Analizirali su genetske zapise oko 500.000 ljudi u bazi podataka britanske Biobanke i povezali mutacije u glicerolskom džepu sa manjom gustinom kostiju i smanjenom aktivnošću TNAP-a – što je dodatni dokaz da TNAP deluje kao ključni molekularni regulator.

Otvaranje vrata novoj vrsti liječenja

„Ovo otkriće“, kaže ćelijski biolog sa Univerziteta Makgil, Mark Meki, „otvara vrata novoj vrsti liječenja, gdje povećanje aktivnosti enzima TNAP kroz njegov glicerolski džep prirodnim ili sintetičkim bioaktivnim jedinjenjima može potencijalno pojačati korisne efekte enzima kod pacijenata, kako bi se pomoglo u obnavljanju nedostajuće mineralizacije kostiju na zdrav nivo".

Rano je govoriti o tretmanima, ali identifikovanje načina na koji se aktivira ovaj put proizvodnje toplote u smeđim mastima je veliki korak ka njegovoj kontroli, prenosi Science Alert.

Trenutno se terapija zamjene enzima koristi za hipofosfataziju, ali zahteva tri injekcije nedeljno. Istraživači se nadaju da bi njihov rad mogao dovesti do ljekova koji se lakše primjenjuju. Kandidati za ljekove se već procjenjuju.

I dok zdravlje kostiju može biti direktnija veza ovde, postoje i implikacije za borbu protiv gojaznosti i dijabetesa – stanja gdje je potrošnja energije važna.

Prethodna istraživanja su povezala uzaludni ciklus kreatina sa gojaznošću kod miševa, mada vredi napomenuti da ovi glodari imaju više smeđe masti nego ljudi, u odnosu na veličinu tijela.

Buduća istraživanja mogu istražiti ulogu TNAP-a u tim uslovima, ali za sada imamo novi uvid u ključni mehanizam za sagorijevanje energije: dva puta koja rade zajedno, ali djeluju nezavisno.

„Naš rad ne samo da proširuje konceptualni okvir puteva rasipanja energije, već i otvara mogućnosti za strukturno vođen dizajn TNAP aktivatora, nudeći ciljanu alternativu terapiji zamjene enzima za skeletne bolesti. Šire implikacije mogu se proširiti daleko izvan masnog tkiva i kostiju", pišu istraživači u objavljenom radu.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature.