Naukowcy odkryli gen odpowiedzialny za otyłość

Pod wpływem diety wysokotłuszczowej mitochondria – struktury wewnątrz komórek, które pomagają spalać tłuszcz – dzielą się na wiele znacznie mniej efektywnych fragmentów. Za ten mechanizm odpowiada jeden gen odkryty właśnie przez naukowców.

Otyłość to coraz poważniejszy problem. Jak piszą naukowcy, od 1975 r. liczba osób z nadwagą lub otyłością na świecie potroiła się. Liczne prace naukowe wskazują, że za taki stan odpowiadają nie tylko brak ruchu i niezdrowa dieta, ale również zaburzenia metaboliczne.

Potwierdza to najnowsze badanie, przeprowadzone przez naukowców z University of California San Diego (USA) i opublikowane w magazynie „Science” (10.1038/s42255-024-00978-0).

Badacze odkryli, że gdy myszy były karmione pokarmem wysokotłuszczowym, mitochondria w ich komórkach tłuszczowych rozpadały się na mniejsze, o ograniczonej zdolności do spalania tłuszczu. Naukowcy stwierdzili też, że ten proces kontroluje jeden gen. Kiedy usunięto go z organizmów gryzoni, nie obserwowano u nich nadmiernego przyrostu masy ciała, nawet jeśli jadły to samo bogate w tłuszcz pożywienie, co inne myszy.

Szpital znów otwiera drzwi dla przyszłych rodziców Studia magisterskie z informatyki w WSKZ — rozwiń kompetencje, które kształtują przyszłość technologii

By doprowadzić do redukcji masy ciała, trzeba dostarczyć do komórek odpowiednią ilość energii do spalania zbędnej tkanki tłuszczowej. Kluczową rolę odgrywa tu metabolizm, czyli m.in. zdolność przekształcania pożywienia w energię magazynowaną w postaci cząsteczek adenozynotrifosforanu (ATP). Proces ten odbywa się w wyjątkowych organellach – mitochondriach. Im więcej sprawnych mitochondriów w organizmie, tym bardziej efektywny jest proces spalania tłuszczu i przekształcania go w ATP.

Jak wynika z najnowszych badań, właśnie liczba poprawnie działających mitochondriów zmniejszała się u myszy na diecie wysokotłuszczowej.

Tkanka tłuszczowa pełni w organizmie ważne funkcje, m.in. pomaga otrzymać ciepłotę ciała, izoluje i amortyzuje narządy wewnętrzne, wpływa na wydzielanie hormonów i sama je wytwarza. Prawidłowa ilość tłuszczu w organizmie kobiet to 23-34 proc., u mężczyzn – 8-20 proc. Jednak spożywanie dużo większej liczby kalorii niż potrzebuje organizm powoduje gromadzenie nadmiaru energii pod postacią trójglicerydów w adipocytach, z których zbudowana jest tkanka tłuszczowa. Komórki tłuszczowe zwiększają wtedy swoją objętość, tkanka tłuszczowa rozbudowuje się i rośnie masa ciała, co prowadzi do nadwagi i otyłości.

„Nadmierna podaż kalorii spowodowana przejadaniem się może prowadzić do przybierania na wadze. Wyzwala też szereg procesów metabolicznych, które zmniejszają spalanie energii, jeszcze pogłębiając otyłość" – powiedział dr Alan Saltiel, endokrynolog i biochemik z Wydziału Medycyny UC San Diego, współautor pracy.

W przypadku otyłości zdolność komórek tłuszczowych do spalania energii spada, a to z kolei sprawia, że osobom otyłym jest trudno schudnąć. Żeby sprawdzić, dlaczego tak się dzieje, badacze podawali myszom pokarm wysokotłuszczowy i mierzyli jego wpływ na mitochondria w komórkach tłuszczowych. Okazało się, że pod wpływem takiej diety część mitochondriów dzieliła się na wiele mniejszych, które spalały znacznie mniej tłuszczu.

Jednocześnie naukowcy odkryli, że ten mechanizm jest napędzany przez aktywność pojedynczej cząsteczki – RaIA. Pełni ona wiele funkcji, w tym pomaga rozkładać mitochondria, gdy te działają nieprawidłowo. Okazuje się, że gdy jest nadaktywna, zakłóca normalne funkcjonowanie mitochondriów i powoduje ich fragmentację, co prowadzi do zaburzeń metabolicznych związanych z otyłością.

„Nadmierna aktywność RaIA odgrywa kluczową rolę w hamowaniu wydatku energetycznego w tkance tłuszczowej otyłych myszy. Zrozumienie tego mechanizmu przybliża nas o krok do opracowania ukierunkowanych terapii, które mogłyby przeciwdziałać przybieraniu na wadze i związanym z tym zaburzeniom metabolicznym" – wyjaśniał dr Saltiel.

Kiedy badacze usunęli z organizmów myszy gen związany z RaIA, masa ciała gryzoni nie zwiększała się, nawet mimo wysokotłuszczowej diety. Naukowcy stwierdzili, że niektóre białka, na które wpływa RaIA u myszy, są bardzo podobne do ludzkich białek związanych z otyłością i insulinoopornością. To sugeruje, że do otyłości u ludzi i zwierząt prowadzą zbliżone mechanizmy.

„Porównanie wyników naszych badań z danymi klinicznymi ludzi może sprawić, że będziemy w stanie pomóc w leczeniu lub zapobieganiu otyłości. Dopiero zaczynamy rozumieć złożony metabolizm tej choroby, ale przyszłe możliwości są ekscytujące” – powiedział dr Alan Saltiel.

Światowa Organizacja Zdrowia podaje, że otyłość, uznana za chorobę przewlekłą, dotyczy ponad 20 proc. ludzi na świecie, ponad 4,5 mln osób przedwcześnie umiera z jej powodu. Specjaliści uważają, że do 2030 r. na to schorzenie będzie cierpieć miliard ludzi. Z nadwagą i otyłością zmaga się ok. 60 Polaków, w tym jedno na 10 dzieci.