Hlad napriek tukovým vankúšikom Spoločnosť Maxa Plancka
Muchy mobilizujú tukové zásoby pomocou dvoch kľúčových mechanizmov
Vedci z Max Planck získali dôležité poznatky o metabolizme lipidov z tukových múch. Zaoberali sa otázkou, koľko a ktoré mechanizmy sú zapojené do tejto elementárnej funkcie energetickej rovnováhy. Pri svojich pokusoch s mutantmi ovocnej mušky Drosophila zistili, že ukladanie a najmä mobilizáciu tukových zásob v tele riadia dva kľúčové biochemické mechanizmy. (PLoS Biology, 7. mája 2007)
Akumulácia tukových kvapiek (červená) v zásobnom tukovom tkanive múch, ktorých mobilizácia je blokovaná (vpravo) v porovnaní s mobilizáciou normálnych múch (vľavo).
Na ukladanie a mobilizáciu tukových zásob pôsobia v zdravom organizme rôzne mechanizmy v správnej rovnováhe. Ak dôjde k ich narušeniu, má to vážne následky, čo pozorovali vedci z Max Planckovho inštitútu pre biofyzikálnu chémiu v Göttingene pri svojich pokusoch s ovocnými muškami. Inaktivovali dva mechanizmy zvierat, jednotlivo alebo spoločne. Ukázalo sa, že dvojitá porucha vás nielenže robí extrémne obéznymi, ale tiež neguje schopnosť tela dostať sa k energetickým rezervám v čase núdze. Ovocné mušky s dvojitou mutáciou kladú na štvornásobok tuku viac ako obyčajní jedinci. Napriek tomu tieto tukové popáleniny hladovali rýchlejšie ako bežné mušky pri nulovej diéte. Exempláre, u ktorých deaktivovali iba jeden z dvoch mechanizmov, tiež pribrali viac tuku ako obvykle, ale dokázali v období hladu - aj keď len v obmedzenej miere - vyčerpať svoje zdroje. Napokon: na prežitie to stačilo.
Vďaka štiepeniu je uložený tuk pre telo opäť k dispozícii. Táto mobilizácia je jednou z najdôležitejších stratégií prežitia živočíšnych organizmov. Tuk je koniec koncov ich hlavná rezerva energie. Samotné veľké množstvo telesného tuku ale nie je zárukou prežitia pri hladomore, musíte tiež mať prístup do tukových zásob. A práve túto schopnosť niektoré z testovacích múch v laboratóriu v Göttingene už nemali alebo mali iba v obmedzenej miere. Boli v nich vypnuté určité mechanizmy, o ktorých je známe, že sú dôležité pre metabolizmus lipidov. Prvý genetický defekt sa týkal Brummerovej lipázy. Vedci zabudovali druhý defekt do receptora pre hormón AKH, ktorý aktivuje signálnu cestu pre mobilizáciu tukových zásob v tukovom tkanive.
Ako ukázali experimenty s mutantmi Drosophila, Kühnlein a jeho kolegovia boli pri hľadaní centrálnych kľúčov na mobilizáciu tuku na dobrej ceste. Ovocné mušky, ktorých receptor pre hormón AKH bol vypnutý, pribrali viac tuku, ako je bežné u bežných druhov, dlho však prežili nulovú diétu. „Ich schopnosť mobilizovať tuk bola iba obmedzená,“ hovorí Kühnlein. To isté platí pre tie mutanty, u ktorých bol eliminovaný Brummerov gén. Aj oni výrazne tukovali, ale po dlhšej deprivácii potravy zomreli od hladu. Horšie dopadli tie vzorky, v ktorých boli vypnuté oba gény pre Brummer a AKH receptor. Títo dvojnásobní mutanti sa stali štvornásobne tučnejšími ako normálni jedinci, hoci neprežili ani krátke obdobia hladovania. „Nemali absolútne žiadny prístup k svojim tukovým zásobám,“ opisuje svoje pozorovanie göttingenský muškár. Záver pre neho je jasný: „V Drosophile existujú iba dva mechanizmy mobilizácie tukov. Pretože ak sú oba mechanizmy vypnuté a muchy zomrú vo veľmi krátkom čase napriek všetkému telesnému tuku a bez jedla, nemôže existovať tretí spôsob, ako sa dostať k Skladovanie tuku príde. ““
Malá ovocná muška je celkom vhodná ako vzor pre človeka. Aspoň čo sa týka metabolizmu tukov. Je však potrebné objasniť, či existujú iba dva mechanizmy u ľudí, ktoré vyrovnávajú ukladanie a mobilizáciu telesného tuku. „U ľudí existujú veľmi podobné receptory ako pre AKH, ktoré tiež zohrávajú úlohu v metabolizme lipidov,“ hovorí Kühnlein. "Toto v žiadnom prípade nie je dôkazom toho, že regulácia metabolizmu lipidov u ľudí a múch je rovnaká. Je to však prinajmenšom veľmi nápadné."