Porucha v pečeni Spoločnosť Maxa Plancka
V tukovej pečeni sa mení distribúcia a aktivita bielkovín
Trvalo zvýšený príjem kalórií vedie k ukladaniu tukových kvapôčok do pečene. Táto takzvaná mastná pečeň môže spôsobiť trvalé poškodenie orgánu. Vedci z Inštitútu pre biochémiu Maxa Plancka v Martinsriede neďaleko Mníchova teraz skúmali účinky ochorenia na pečeňové proteíny. Ukázali, že lokalizácia a aktivita mnohých proteínov v bunke sa mení v tukovej pečeni. Štúdia ukazuje vplyv ukladania tuku na základné bunkové biologické procesy v pečeni.
Ukladanie tuku v pečeňových bunkách mení distribúciu nespočetného množstva bielkovín.
Vysokokalorická a tučná strava v mnohých regiónoch sveta, vrátane Európy a Severnej Ameriky, môže viesť k mnohým zdravotným problémom. Kardiovaskulárny systém je veľmi zaťažený často výslednou nadváhou, ale touto stravou môže poškodiť aj pečeň. Odhaduje sa, že asi 30 percent populácie má takzvanú tukovú pečeň. To sa týka pôvodne reverzibilného ukladania tukových kvapôčok v pečeňových bunkách. Z dlhodobého hľadiska môže ukladanie tuku viesť k zápalu a nezvratnému poškodeniu pečene.
Vedci pod vedením Matthiasa Manna, riaditeľa Inštitútu pre biochémiu Maxa Plancka, teraz podrobnejšie skúmali účinky kvapiek tuku na biológiu pečeňových buniek. Štúdia sa uskutočnila v spolupráci so skupinou Ralfa Jungmanna na Inštitúte Maxa Plancka v Martinsriede a s vedcami z Helmholtzovho centra v Mníchove a University of Harvard v USA.
Porucha distribúcie bielkovín
Pečeň je jedným z najuniverzálnejších ľudských orgánov. Okrem detoxikácie krvi hrá ústrednú úlohu v metabolizme cukrov, bielkovín a tukov. Potravinové zložky sa môžu dočasne skladovať v pečeňových bunkách. Pečeňové bunky, rovnako ako väčšina ostatných buniek vysoko vyvinutých živých bytostí, majú rôzne organely. Jedná sa o funkčne a štruktúrne ohraničené oblasti v bunkách. Vedci používajú moderné metódy hmotnostnej spektrometrie na stanovenie celistvosti proteínov, proteómu a bunkových organel. Hmotnostná spektrometria je typ molekulárnej rovnováhy používaný na identifikáciu proteínov.
Vedci analyzovali bielkovinové zloženie organel zo vzoriek pečene myší, ktorým bola podávaná normálna strava s vysokým obsahom kalórií. Rovnako ako u ľudí vedie zvýšený príjem kalórií u myší k tukovému tkanivu pečene. „S 20 percentami bielkovín sme dokázali, že tuková pečeň spôsobila ich výskyt v iných organelách ako v zdravých orgánoch. Kvapky tuku v bunkách viažu na svoj povrch stovky rôznych proteínov. Toto ich odstraňuje z iných procesov a organel, “vysvetľuje Natalie Krahmer, postdoktorandka z Inštitútu pre biochémiu Maxa Plancka a prvá autorka štúdie. Ďalej dodáva: „Výsledná porucha ukazuje, že nie je dôležité iba to, či a v akom množstve sa proteíny v bunkách vyskytujú, ale aj kde.“ Vedci našli proteíny aj na tukových kvapôčkach, ktorých funkcia je stále úplne neznáma.
Začiatok začarovaného kruhu
Zmeny polohy obzvlášť ťažko zasiahli proteíny Golgiho aparátu. Golgiho aparát je bunková organela, ktorá je zodpovedná za tvorbu transportných vezikúl v bunke. „Boli sme schopní pozorovať začarovaný kruh: vysoký počet tukových kvapôčok zmenil štruktúru Golgiho aparátu a znížil aktivitu v pečeňových bunkách. Pretože Golgiho aparát je nevyhnutný na vylučovanie tuku z bunky, čo pôsobí proti tukovej degenerácii buniek, proces preto prebieha o to rýchlejšie. Obnova Golgiho štruktúry by preto mohla byť terapeutickým cieľom na spomalenie tukovej pečene, “hovorí Krahmer.
Vedci navyše použili metódu EasyPhos vyvinutú v Max Planckovom inštitúte na skúmanie výskytu molekulárnych proteínových prepínačov, takzvaných fosforylácií. Fosforylácia môže zmeniť aktivitu bielkovín. Mnoho proteínov, ktorých lokalizácia sa zmenila v tukovej pečeni, malo tiež zmeny vo fosforylácii. „Z výsledkov však nemôžeme vyvodiť, či ide o výsledok alebo príčinu zmenenej lokalizácie,“ vysvetľuje Krahmer.
Riaditeľ Maxa Plancka Matthias Mann zhŕňa súčasné výsledky výskumu: „V súčasnosti neexistujú - okrem zmien v stravovaní - žiadne možnosti liečby tukovej pečene. Bunkové biologické účinky stále neboli zväčša pochopené. Dúfajme, že naše výsledky pomôžu určiť terapeutické ciele, pomocou ktorých je možné zastaviť progresiu tukových ochorení pečene. “Existuje dostatok kontaktných miest pre ďalší výskum s vplyvom Golgiho aparátu, neznámych proteínov v tukových zásobách a zmenenej fosforylácie.