Здравна индустрия BW

Основна навигация

Протеинът в ядрото на чернодробните клетки все повече се произвежда по време на глад, ограничава абсорбцията на мастни киселини и регулира метаболизма в черния дроб. При метаболитни заболявания, от друга страна, неправилно контролираната експресия на този протеин (GADD45β), който преди е бил известен като регулатор в клетъчното делене и възстановяването на ДНК, води до неправилно регулиран метаболизъм на липидите и захарта. По този начин учени от DKFZ и Helmholtz Zentrum München за първи път намериха обяснение на молекулярна основа защо периодите на глад насърчават здравето.

гладуването

Безброй експерименти в животинското царство и епидемиологични проучвания при хора показват, че ограниченията в храната и временните периоди на глад или гладуване намаляват честотата на много хронични и дегенеративни заболявания, подобряват общото здравословно състояние и увеличават продължителността на живота. Досега молекулярните причини за тези открития са до голяма степен неизвестни. Учени около проф. Д-р Стефан Херциг и д-р. Адам Дж. Роуз от Немския център за изследване на рака (DKFZ) в Хайделберг и в Центъра Хелмхолц в Мюнхен вече са идентифицирали определен протеин, който регулира транспорта на мастни киселини и метаболизма на захарта в черния дроб и по време на това, което е известно като интервал на гладно (т.е. нормална диета, която се прекъсва от редовни периоди на глад) се формира. При метаболитни заболявания като диабет и затлъстяване самият този протеин, наречен GADD45β, е неправилно насочен.

Стресовият протеин GADD45β намалява абсорбцията на мастни киселини от чернодробните клетки

Наднорменото тегло и затлъстяването (затлъстяването) са достигнали епидемични пропорции в целия си брой. Те са висок рисков фактор за множество заболявания и представляват един от най-належащите проблеми за качеството на живот и здравните системи на съвременните общества.Те включват по-специално диабет тип 2 и неговите усложнения, метаболитен синдром и сърдечно-съдови заболявания. Както се вижда от инсулиновата резистентност при диабет, свързан със затлъстяването, фармакологичното лечение на такива заболявания често е ограничено. Спешно са необходими други стратегии за лечение - като промени в поведението при хранене. Може ли намаленият прием на калории да помогне? „Ако разберем как гладуването влияе на метаболизма ни, бихме могли да се опитаме да предизвикаме този ефект и терапевтично“, обясни Херциг.

Черният дроб е ключовият орган за метаболизма на мазнините и захарта. В подходящи животински модели учените са изследвали генните дейности в чернодробните клетки с различен хранителен статус, използвайки така наречените транскриптни масиви. Като модели за метаболитни заболявания са използвани щамове мишки със затлъстяване и диабет на различни етапи. Животните също са били подложени на периодично гладуване, тоест повтарящи се периоди на глад, прекъсвани от периоди на нормална консумация на храна. Установено е, че специфично генът на протеина GADD45β се чете по различен начин в зависимост от хранителния статус на клетките: неговата транскрипция е по-висока, колкото повече клетките гладуват. Откритието в началото беше изненада, тъй като протеините от семейството на гените GADD45 преди това не бяха известни от метаболитната биология, но във връзка с модулацията на клетъчния цикъл и системата за възстановяване на ДНК при стресови ситуации, както и развитието на рак. Оттук и името - съкращение на английския „Growth Arrest and DNA Damage-inducible 45 Protein“.

Положителните ефекти от периодичното гладуване

И при хората учените са успели да потвърдят регулаторната функция на GADD45β и неправилната регулация в случай на нарушен липиден метаболизъм. Проучванията са проведени върху проби от чернодробна биопсия от тънки и затлъстели пациенти със или без диабет тип 2, които трябва да бъдат подложени на операция на стомаха или жлъчния мехур. Експериментите са проведени с писмено съгласие на пациентите преди операцията и със съгласието на местната комисия по етика. Ниските нива на GADD45β също са свързани с повишено натрупване на мазнини в черния дроб и повишени нива на кръвната захар в човешките проби.

"Стресът върху клетките на черния дроб, причинен от гладуване, изглежда стимулира производството на GADD45β, който след това адаптира метаболизма към ниския прием на храна", обобщава Адам Дж. Роуз, ръководител на изследователската група "Метаболизъм на протеините в здравето и болестите" в DKFZ, заедно. Заедно с Херциг той ръководи това проучване, което е публикувано в списанието EMBO Molecular Medicine. Изследователите искат да използват новите резултати, за да се намесят терапевтично в метаболизма на мазнините и захарта и да имитират ефектите от лишаването от храна с активни съставки. В интервю за изследването Херциг посочи положителните ефекти, които периодичното гладуване (например ако съзнателно намалите приема на калории за два дни или дори гладувате и след това се храните нормално отново в продължение на една седмица и т.н.) върху диабета и инсулиновата резистентност, както и върху сърцето - заболявания на кръвообращението - може би дори на риск от тумор - има. С протеина GADD45β, който контролира отговора на глада, изследователите са намерили научно обяснение за тези ефекти.

Оригинална публикация:

Джесика Фурмайстер, Аника Зота, Теерд, П. Сиймонсма, Оксана Зайберт, Сахика Цънгир, Катрин Шмид, Никола Валон, Ролдан М де Гуя, Катарина Ниопек, Маурисио Бериел Диас, Адриано Майда, Матиас Блюер, Юрген Г. Окуйг Адам Дж. Роуз: Индуциран на гладно черен дроб GADD45β ограничава усвояването на чернодробни мастни киселини и подобрява метаболитното здраве, EMBO Mol Med (2016) 8: 654-669, DOI: 10.15252/emmm.201505801