Голод, незважаючи на жирові прокладки Товариства Макса Планка
Мухи мобілізують запаси жиру за допомогою двох ключових механізмів
Дослідники Макса Планка отримали важливі знання про метаболізм ліпідів від жирових мух. Їх хвилювало питання, скільки і які механізми беруть участь у цій елементарній функції енергетичного балансу. У своїх експериментах з мутантами плодової мухи дрозофіли вони виявили, що два ключові біохімічні механізми контролюють зберігання і, зокрема, мобілізацію запасів жиру в організмі. (PLoS Biology, 7 травня 2007 р.)
Накопичення крапель жиру (червоного кольору) у жировій тканині накопичувачів мух, мобілізація яких жиром заблокована (праворуч) порівняно із звичайними мухами (ліворуч).
Для накопичення та мобілізації жирових запасів у здоровому організмі діють різні механізми, що забезпечують точний баланс. Якщо це порушено, це має серйозні наслідки, як спостерігали дослідники з Інституту біофізичної хімії Макса Планка в Геттінгені в своїх експериментах з плодовими мухами. Вони інактивували два механізми у тварин, окремо або разом. З’ясувалося, що подвійний розлад не тільки змушує вас страждати ожирінням, але і заперечує здатність організму отримувати доступ до запасів енергії у момент потреби. Плодові мухи з подвійною мутацією набирають в чотири рази більше жиру, ніж звичайні конспецифи. Тим не менше, ці товсті бомжі голодували швидше, ніж звичайні мухи на нульовій дієті. Зразки, в яких вони деактивували лише один із двох механізмів, також набирали більше жиру, ніж зазвичай, але змогли повернутися до своїх ресурсів під час голоду - хоча і лише в обмеженій мірі. Зрештою: цього було достатньо для виживання.
Розщеплення робить накопичений жир знову доступним для організму. Ця мобілізація є однією з найважливіших стратегій виживання тваринних організмів. Адже жир - це їх основний запас енергії. Але лише велика кількість жиру в організмі не є гарантією виживання в голод, ви також повинні мати доступ до жирових відкладень. І саме цією здатністю деякі випробувальні мухи в лабораторії Геттінгена вже не володіли, або лише в обмеженій мірі. У них були відключені певні механізми, які, як відомо, мають важливе значення для метаболізму ліпідів. Перший генетичний дефект стосувався ліпази Бруммера. Дослідники вбудували другий дефект у рецептор гормону AKH, який активує сигнальний шлях для мобілізації запасів жиру в жировій тканині.
Як показали експерименти з мутантами дрозофіли, Кюнлайн та його колеги йшли правильним шляхом у пошуках центральних ключів для мобілізації жиру. Плодові мухи, у яких рецептор гормону АКГ був вимкнений, набирали більше жиру, ніж звичайні особи, але довго переживали нульову дієту. "Їхня здатність мобілізувати жир була лише обмежена", - говорить Кюнлайн. Те саме стосується тих мутантів, у яких був елімінований ген Бруммера. Вони теж сильно пожиріли, але лише померли від голоду після тривалого позбавлення їжі. Гірше пройшли ті зразки, у яких були вимкнені як гени Бруммера, так і рецептор AKH. Ці подвійні мутанти стали в чотири рази товстішими, ніж звичайні особи, хоча вони не пережили навіть коротких періодів голоду. "Вони абсолютно не мали доступу до своїх запасів жиру", - описує своє спостереження дослідник мух Геттінгена. Для нього висновок однозначний: "У дрозофіли є лише два механізми мобілізації жиру. Тому що, якщо обидва механізми вимкнені і мухи загинуть протягом дуже короткого часу, незважаючи на весь жир і без їжі, не може бути третього шляху до Зберігання жиру в майбутньому ".
Маленька плодова муха цілком підходить як зразок для людей. Принаймні, коли справа стосується жирового обміну. Однак чи існує лише два механізми, які врівноважують накопичення та мобілізацію жирових відкладень у людини, ще потрібно з’ясувати. "У людини є дуже подібні рецептори до АКХ, які також відіграють певну роль у ліпідному обміні", - говорить Кюнлайн. "Це жодним чином не є доказом того, що регуляція ліпідного обміну у людей та мух однакова. Але це принаймні дуже помітно".