Oamenii de știință au descoperit că o proteină cheie pentru arderea grăsimilor controlează în secret sănătatea celulelor grase din interiorul nucleului – dezvăluind o nouă perspectivă surprinzătoare în cercetarea obezității.
De zeci de ani, oamenii de știință au crezut că înțeleg una dintre principalele proteine implicate în arderea grăsimilor din organism. Cunoscută sub numele de lipază sensibilă la hormoni sau HSL, enzima se credea că funcționează în principal ca un comutator de urgență pentru combustibilul corpului, ajutând la eliberarea grăsimilor stocate atunci când energia este scăzută.
Dar cercetătorii au descoperit ceva neașteptat. HSL nu funcționa doar la suprafața picăturilor de grăsime din interiorul celulelor grase. De asemenea, opera adânc în interiorul nucleului acelor celule, unde este stocat ADN-ul și unde este controlată activitatea genetică importantă.
Descoperirea a dezvăluit o fațetă complet diferită a unei proteine pe care oamenii de știință o studiază încă din anii 1960. Constatările, publicate în Cell Metabolism, au ajutat la rezolvarea unui mister vechi în cercetarea obezității și au deschis noi direcții pentru înțelegerea diabetului, a bolilor de inimă și a altor tulburări metabolice.
Celulele grase, numite și adipocite, sunt adesea văzute ca recipiente pasive de stocare pentru caloriile în exces. În realitate, sunt celule extrem de active care ajută la reglarea întregului sistem energetic al organismului. În interiorul adipocitelor, grăsimea este stocată în structuri numite picături lipidice. Când corpul are nevoie de combustibil între mese sau în timpul postului, hormoni precum adrenalina declanșează eliberarea acelei energii stocate.
HSL joacă un rol central în acest proces prin descompunerea trigliceridelor în acizi grași pe care alte organe îi pot folosi drept combustibil. Oamenii de știință au presupus mult timp că îndepărtarea HSL ar preveni descompunerea grăsimilor și ar duce la obezitate. În mod surprinzător, nu asta s-a întâmplat. Studiile efectuate atât pe șoareci, cât și pe oameni cu mutații ale genei HSL au arătat efectul opus. În loc să acumuleze grăsime suplimentară, au dezvoltat lipodistrofie, o afecțiune rară în care organismul pierde țesut adipos sănătos. Această contradicție i-a nedumerit pe cercetători ani de zile.
Deși obezitatea și lipodistrofia par complet diferite, ele pot produce multe dintre aceleași complicații de sănătate. În obezitate, țesutul adipos devine mărit și disfuncțional. În lipodistrofie, organismului îi lipsește suficient țesut adipos care funcționează corect. În ambele cazuri, adipocitele nu reușesc să regleze energia în mod normal, ceea ce poate contribui la rezistența la insulină, diabetul de tip 2, boala ficatului gras, inflamația și problemele cardiovasculare. Această suprapunere a sugerat că țesutul adipos sănătos nu înseamnă doar câtă grăsime transportă corpul. Calitatea și funcția celulelor grase pot fi la fel de importante.
Cercetătorii de la Institutul de Boli Cardiovasculare și Metabolice (I2MC) de la Universitatea din Toulouse au dorit să înțeleagă de ce pierderea HSL a determinat descompunerea țesutului adipos în loc să se acumuleze. Ceea ce au descoperit a schimbat imaginea științifică a metabolismului grăsimilor.
Echipa de cercetare, condusă de Dominique Langin, a descoperit că HSL era localizată într-un loc neașteptat în interiorul adipocitelor: nucleul. Nucleul acționează ca centru de control al celulei. Conține ADN și reglează care gene sunt activate sau dezactivate. Proteinele găsite în nucleu ajută adesea la controlul creșterii, reparării, metabolismului și comunicării celulelor.
„În nucleul adipocitelor, HSL este capabilă să se asocieze cu multe alte proteine și să participe la un program care menține o cantitate optimă de țesut adipos și menține adipocitele 'sănătoase'”, a explicat Jérémy Dufau, co-autor al studiului.
Cercetătorii au descoperit că HSL nucleară pare să ajute la reglarea sistemelor celulare importante, inclusiv a activității mitocondriale și a matricei extracelulare, care oferă suport structural pentru țesuturi. Mitocondriile sunt adesea numite centralele electrice ale celulelor, deoarece generează energie. Matricea extracelulară ajută la menținerea formei și integrității țesuturilor. Problemele în oricare dintre sisteme au fost legate de obezitate, inflamație și boli metabolice.
Studiul a arătat că HSL se comportă diferit în funcție de locul în care se află în interiorul celulei. Pe picăturile lipidice, HSL acționează ca o enzimă care ajută la eliberarea grăsimilor stocate în timpul postului sau al exercițiilor fizice. În nucleu, totuși, pare să funcționeze mai mult ca un regulator care ajută la menținerea unui țesut adipos sănătos.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că cantitatea de HSL din interiorul nucleului se modifică ca răspuns la starea metabolică a corpului. În timpul postului, adrenalina activează HSL și o împinge afară din nucleu, astfel încât să poată ajuta la mobilizarea depozitelor de grăsime. La șoarecii obezi hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi, nivelurile HSL nucleare au crescut. Mișcarea proteinei pare să fie controlată de căi de semnalizare care implică TGF-β și SMAD3, molecule deja cunoscute pentru a influența inflamația, remodelarea țesuturilor și bolile metabolice. Oamenii de știință au găsit, de asemenea, dovezi că HSL nucleară interacționează cu proteinele implicate în exprimarea genelor și procesarea ARN, sugerând că ar putea influența direct modul în care funcționează celulele grase la nivel genetic.
Constatările au ajutat la explicarea de ce deficiența completă de HSL provoacă lipodistrofie în loc de obezitate. Fără HSL în nucleu, celulele grase își pot pierde capacitatea de a rămâne sănătoase și de a menține corect țesutul adipos.
„HSL este cunoscută încă din anii 1960 ca o enzimă de mobilizare a grăsimilor. Dar acum știm că joacă, de asemenea, un rol esențial în nucleul adipocitelor, unde ajută la menținerea unui țesut adipos sănătos”, a spus Langin.
Descoperirea poate ajuta, de asemenea, cercetătorii să înțeleagă mai bine de ce unele tratamente pentru obezitate reușesc, în timp ce altele eșuează. Multe terapii actuale se concentrează în principal pe reducerea masei grase. Dar studiul sugerează că păstrarea funcției sănătoase a țesutului adipos ar putea fi la fel de importantă.
Oamenii de știință recunosc din ce în ce mai mult că țesutul adipos acționează ca un organ endocrin complex care comunică cu creierul, ficatul, mușchii și sistemul imunitar prin hormoni și molecule de semnalizare. Țesutul adipos disfuncțional poate perturba organismul cu mult dincolo de creșterea în greutate.
Cercetarea vine în timp ce ratele obezității continuă să crească la nivel mondial. Conform estimărilor globale, miliarde de oameni sunt acum supraponderali sau obezi, crescând riscul de diabet, boli de inimă, accident vascular cerebral, apnee în somn și unele forme de cancer.
Cercetătorii speră că înțelegerea modului în care proteinele precum HSL reglează sănătatea celulelor grase ar putea duce în cele din urmă la terapii mai țintite pentru bolile metabolice. În loc să încerce pur și simplu să elimine grăsimea, tratamentele viitoare se pot concentra pe restabilirea funcției normale a adipocitelor și pe protejarea sistemelor biologice care mențin țesutul adipos sănătos în primul rând.