Розлад у печінці Суспільство Макса Планка
У жировій печінці розподіл і активність білків змінюється
Постійно збільшене споживання калорій призводить до накопичення крапель жиру в печінці. Ця так звана жирова печінка може завдати тривалого ураження органу. Зараз дослідники з Інституту біохімії імені Макса Планка в Мартінсріді поблизу Мюнхена вивчили вплив захворювання на білки печінки. Вони показали, що локалізація та активність численних білків у клітині змінюються в жировій печінці. Дослідження показує вплив накопичення жиру на основні біологічні процеси клітини в печінці.
Зберігання жиру в клітинах печінки змінює розподіл незліченних білків.
Дієта з високим вмістом калорій та жирів у багатьох регіонах світу, включаючи Європу та Північну Америку, може призвести до різноманітних проблем зі здоров’ям. Серцево-судинна система сильно обтяжена часто виникаючою зайвою вагою, але печінка може також пошкодити цю дієту. За підрахунками, близько 30 відсотків населення має так звану жирову печінку. Це стосується спочатку оборотного накопичення крапель жиру в клітинах печінки. У довгостроковій перспективі накопичення жиру може призвести до запалення та незворотного пошкодження печінки.
Дослідники на чолі з Маттіасом Манном, директором Інституту біохімії імені Макса Планка, тепер більш детально вивчили вплив крапель жиру на біологію клітин печінки. Дослідження було проведено у співпраці з групою Ральфа Юнгмана в Інституті Макса Планка в Мартінсріді та з науковцями Центру Гельмгольца в Мюнхені та Гарвардського університету, США.
Порушення розподілу білка
Печінка - один з найбільш універсальних органів людини. Окрім детоксикації крові, він відіграє центральну роль у метаболізмі цукрів, білків та жирів. Компоненти їжі можуть тимчасово зберігатися в клітинах печінки. Клітини печінки, як і більшість інших клітин високорозвинених живих істот, мають різні органели. Це функціонально та структурно обмежені ділянки всередині клітин. Дослідники використовують сучасні методи мас-спектрометрії для визначення цілісності білків, протеома та клітинних органел. Мас-спектрометрія - це тип молекулярної рівноваги, що використовується для ідентифікації білків.
Дослідники проаналізували білковий склад органел із зразків печінки нормальних і висококалорійних мишей. Як і у людей, збільшення споживання калорій у мишей призводить до жирової тканини печінки. «За допомогою 20 відсотків білків ми змогли показати, що жирова печінка спричинила їх виникнення в інших органелах, ніж у здорових органах. Крапельки жиру в клітинах пов'язують сотні різних білків зі своєю поверхнею. Це вилучає їх з інших процесів та органел ”, - пояснює Наталі Крамер, докторант Інституту біохімії імені Макса Планка та перша авторка дослідження. Вона додає: "Виниклий розлад показує, що важливо не тільки, чи і в якій кількості білки містяться в клітинах, але і де". Дослідники також виявили білки в жирових крапельках, функція яких досі повністю невідома.
Початок замкненого кола
Білки апарату Гольджі особливо сильно постраждали від зміни розташування. Апарат Гольджі - це органела клітини, яка відповідає за утворення транспортних пухирців у клітині. «Ми змогли спостерігати порочне коло: велика кількість крапель жиру змінила структуру апарату Гольджі та зменшила активність у клітинах печінки. Оскільки апарат Гольджі необхідний для виведення жиру з клітини, який протидіє жировому переродженню клітин, процес протікає все швидше. Тому відновлення структури Гольджі може стати терапевтичною метою уповільнення жирової печінки », - говорить Крамер.
Крім того, дослідники застосували метод EasyPhos, розроблений в Інституті Макса Планка, для дослідження виникнення молекулярних білкових перемикачів, так званих фосфорилювання. Фосфорилювання може змінити активність білків. Багато білків, локалізація яких була змінена в жировій печінці, також мали зміни у фосфорилюванні. "Однак ми не можемо зробити висновок з результатів, чи є це наслідком або причиною зміни локалізації", - пояснює Крамер.
Директор Макса Планка Маттіас Манн підсумовує поточні результати досліджень: «На даний момент - крім змін дієти - немає варіантів терапії жирової печінки. Біологічні ефекти клітин все ще були в основному незрозумілі. Сподіваємось, наші результати допоможуть визначити терапевтичні цілі, за допомогою яких можна зупинити прогресування жирової хвороби печінки ». Було б достатньо точок контакту для подальших досліджень впливу апарату Гольджі, невідомих білків у жирових відкладеннях та зміненого фосфорилювання.