Nový regulátor obezity u múch objavil Max Planck Institute for Biophysicals

Vedci z Max Planckovho inštitútu pre biofyzikálnu chémiu v Göttingene objavili nový mechanizmus ovocnej mušky, ktorý môže vyvolať túžbu po hmyze. Ako zistili, koncentrácia vápnika v orgáne múch, ktoré ukladajú tuk, hrá kľúčovú úlohu. Ak to bolo málo, z múch sa vyvinuli viditeľne „veľké hummery“.

Príliš tučné, príliš sladké a predovšetkým príliš veľa - to platí pre stravovacie návyky mnohých ľudí. Ak sa príliš nehýbeme, náš metabolizmus tukov sa rýchlo stáva nevyváženým. Výsledok: dobrých 50 miliónov nemeckých občanov má nadváhu, asi 20 miliónov z nich dokonca trpí obezitou, vyplýva z údajov nedávnej štúdie Berlínskeho inštitútu Roberta Kocha o zdraví dospelých v Nemecku. Trend obezity na celom svete naďalej rastie: Svetová zdravotnícka organizácia klasifikuje obezitu ako najrýchlejšie rastúci zdravotný problém a už hovorí o globálnej epidémii obezity. Postihnutí trpia viac na cievne choroby a problémy s kĺbmi a majú vyššie riziko chorôb, ako je diabetes mellitus 2. typu, vysoký krvný tlak alebo rakovina.

Ale aj napriek veľmi podobnému životnému štýlu sa prírastok hmotnosti môže u každého človeka veľmi líšiť. „Je to preto, že okrem životného štýlu existuje aj genetická predispozícia, ktorá je založená na komplexnej súhre mnohých génov. Zatiaľ však poznáme iba malú časť týchto génov, “vysvetľuje Ronald Kühnlein z Max Planck Institute for Biophysical Chemistry (MPIbpc) v Göttingene. S cieľom odhaliť sieť génov, ktoré udržujú metabolizmus lipidov v rovnováhe, dal vývojový fyziológ a jeho tím ovocnej muške Drosophila melanogaster ako modelový organizmus. „Keď sa vykoľajia metabolické procesy u ľudí, často sú do toho zapojené gény a celé riadiace systémy, ktoré majú u ovocnej mušky veľmi podobnú funkciu,“ hovorí Kühnlein.

Ak je hladina vápnika v orgáne na ukladanie tuku mušky nízka, vyvíjajú sa tukové mušky (vpravo), ktoré majú výrazne vyšší obsah telesného tuku (vstup: lipidové kvapôčky zelenou farbou) ako bežné bežné druhy (vľavo).

Rovnako ako vyššie zvieratá, aj malá mucha ukladá tuky vo forme takzvaných lipidových kvapôčok do špecializovaných buniek na ukladanie tuku, ktoré tvoria rozsiahly orgán na ukladanie tukov. Pod mikroskopom v laboratóriu na mušky v Göttingene môžete rýchlo rozoznať mušky s vyšším telesným tukom ako tukové popáleniny vedľa bežných špecifických druhov. Za účelom identifikácie genetickej siete, ktorá reguluje lipidový metabolizmus hmyzu, uskutočnil tím Kühnlein skríning viac ako 7 000 muchových mutantov, z ktorých každý mal „utlmený“ špecifický gén v orgáne na ukladanie lipidov. Vedcom sa podarilo identifikovať 77 génov, ktoré v prípade defektu ovocnej mušky vedú k obezite alebo anorexii. Takáto funkcia nebola predtým známa pre 58 z týchto 77 génov.

Skupina v rámci identifikovaných génov, ktorá úzko súvisí s metabolizmom vápnika v orgáne na ukladanie tukov, viedla vedcov k úplne novému regulačnému mechanizmu. Vápnik je dôležitou látkou sprostredkujúcou komunikáciu v mnohých bunkách. Ako teraz vedci zistili, reguluje tiež to, či sa z múk vyvinú chudé alebo tukové vzorky.

Ako však súvisí vápnik s obezitou? Göttingenskí vývojoví fyziológovia už veľmi dobre rozumejú niektorým základným mechanizmom, ako vysvetľuje Jens Baumbach, člen Kühnleinovho tímu. „Nárast mediálnej látky vápnik v tukových zásobných bunkách je spôsobený proteínom nazývaným STIM (pre Sv.romal iinterakcia molecule). Ak je STIM vypnutý, hladina vápnika v tukových zásobných bunkách mušiek klesá. “Ako zistili vedci, zvýšený stimulátor chuti do jedla sa vytvára v dôsledku nízkej hladiny vápnika v mozgu muchy - takzvaného krátkeho neuropeptidu F (sNPF). Vďaka tomu si muchy vypestujú skutočnú chuť a zjedia dvakrát toľko, ako je obvyklé u konkrétnych druhov.

Vedci sú však v súčasnosti stále v tme, pokiaľ ide o signál sprostredkovaný komunikáciou medzi orgánom ukladajúcim tuk a mozgom. Ďalšia práca skupiny teraz ukáže signálnu cestu, ktorou sa stav ukladania telesného tuku prenáša do mozgu muchy a ako vápnik ovplyvňuje túto komunikáciu. Mnoho zložiek metabolizmu vápnika sa našlo aj u ľudí. „Teraz je potrebné objasniť, či regulačný mechanizmus sprostredkovaný vápnikom reguluje hrúbku a tenkosť u ľudí podobným spôsobom,“ hovorí Kühnlein pri pohľade do budúcnosti. Ak je to tak, mohlo by to otvoriť nové prístupy k liečbe metabolických porúch lipidov. (cr)