Фермент відіграє ключову роль у спалюванні калорій як при ожирінні, так і в організмі
12 напоїв, що спалюють жир (листопад 2020).
Ви коли-небудь задавались питанням, чому тіла з ожирінням спалюють менше калорій або чому дієти часто ведуть до плато втрати ваги? В обох випадках організм намагається захищати свою вагу, регулюючи споживання енергії. Як це відбувається, досі залишається загадкою.
"Людські тіла дуже ефективно зберігають енергію, придушуючи використання енергії, щоб зберегти її на потім, коли вона вам буде потрібна", - сказав Алан Сальтіель, доктор філософії, директор Інституту діабету та метаболізму в Університеті Сан-Дієго. "Це природний спосіб забезпечити вам виживання, коли настає голод".
У газеті, опублікованій 8 лютого в Cell, дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго визначають фермент TANK-зв'язуючу кіназу 1 (TBK1) як ключовий фактор контролю витрат енергії - або спалених калорій - при ожирінні та голодуванні.
"Є два важливі спостереження, які ми пов'язали із сповільненням метаболізму при ожирінні та голодуванні", - сказав Сальтіель. "Ми виявили дві нові петлі зворотного зв'язку, які працюють разом для регулювання самої системи. Подумайте про це як про свій домашній термостат, який змінює температуру, щоб вимикати і вмикати опалення".
За допомогою моделей мишей дослідники спостерігали перший цикл: хронічний стрес, спричинений ожирінням, викликає запалення, активуючи сигнальний шлях NFKB. Цей шлях індукує гени, пов'язані із запаленням та ожирінням, включаючи TBK1. Коли TBK1 активований, він вимикає AMPK, один з головних регуляторів витрат енергії, зменшуючи здатність клітини спалювати калорії та накопичувати жир. Це механізм, за допомогою якого ожиріння знижує витрати енергії.
Виявляється, фермент AMPK також відчуває зміни рівня енергії під час голодування і збільшує зусилля, повідомляючи клітинам - особливо адипоцитам (жировим клітинам) - спалювати жир для отримання енергії. Але коли голодування активує AMPK, воно ініціює TBK1, що в кінцевому підсумку гальмує роль AMPK у спалюванні жиру.
"Цей цикл зворотного зв'язку блокує енергію, що використовується при запаленні та голодуванні", - сказав Салтіель. "Витрати енергії були відновлені, коли ми очистили TBK1 від мишей з жирових клітин. Але щось інше стало для нас несподіванкою - спостерігалося зростання запалення".
TBK1 бере участь у другому циклі зворотного зв'язку: в той час як NKFB індукує TBK1, TBK1 обертається і гальмує NFKB. Активація TBK1 зазвичай зменшує запалення без його повного усунення, що призводить до низького рівня. Без TBK1 запалення посилюється.
Видалення TBK1 у мишей із ожирінням призводило до втрати ваги та посилення запалення, але мишей нормальної ваги не спостерігалося. Це також пояснює, як обмежувальні калорії можуть зменшити запалення.
"Інгібування TBK1 може відновити енергетичний баланс на стадіях ожиріння за рахунок збільшення здатності спалювати трохи жиру", - заявив Сальтіель. "Це, мабуть, не єдиний шлях, який відповідає за витрату енергії натще або ожиріння, але ця інформація дає нове розуміння того, як ми могли б розробляти препарати, що інгібують TBK1 або інші метаболічні ферменти".
Одним із можливих інгібіторів TBK1 називається Amlexanox, протизапальний та протиалергічний препарат, що застосовується для лікування астми, розроблений в Японії у 1980-х роках. У статті, нещодавно опублікованій у "Метаболізмі клітин", Сальтіель та його команда повідомили про клінічно значуще зниження рівня глюкози в крові під час рандомізованого, подвійного сліпого, плацебо-контрольованого клінічного випробування підгрупи пацієнтів з діабетом 2 типу, які приймали Амлексанокс протягом 12 тижнів.
У попередньому дослідженні Сальтіель та його колеги повідомляли, що коли TBK1 індукується у мишей із ожирінням, це призводить до зменшення енергетичних витрат або зменшення спалених калорій. Ожирілі миші, яким давали амлексанокс, змушували їх худнути, тоді як підвищувалася чутливість до інсуліну, покращувався діабет та жирова хвороба печінки.
Цей документ показує, чому Амлексанокс міг бути ефективним.
"Можливо, якщо ми оптимізуємо цей шлях, ми повернемо метаболізм в потрібне русло, щоб покращити споживання енергії", - сказав Салтіель. "Я думаю, що вам, мабуть, все одно доведеться робити і те, і інше: вам потрібно зменшити споживання енергії з їжею та збільшити витрати енергії, блокуючи це компенсаторне зменшення спалювання калорій. Ми знаємо, що дієти самі по собі не працюють, і тому".