Porucha v pečeni - správa o inováciách
Vysokokalorická a tučná strava v mnohých regiónoch sveta, vrátane Európy a Severnej Ameriky, môže viesť k mnohým zdravotným problémom. Kardiovaskulárny systém je často namáhanou nadmernou hmotnosťou namáhaný, ale následkom tejto diéty sa 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. Účinky tukových kvapôčok na biológiu pečeňových buniek teraz podrobnejšie skúmali vedci z oddelenia „Proteomika a signálna transdukcia“ vedené Matthiasom Mannom z MPIB v Martinsriede.
Štúdia bola vykonaná v spolupráci so skupinou Ralfa Jungmanna na MPIB a s vedcami z Helmholtzovho centra v Mníchove a univerzity na Harvarde 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 skúmali bielkovinové zloženie organel zo vzoriek pečene myší, ktorým bola podávaná normálna a vysokokalorická strava. 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, postdoktorka MPIB 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 skúmali výskyt prepínačov molekulárnych proteínov, takzvaných fosforylácií, pomocou metódy EasyPhos vyvinutej na MPIB. 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 MPIB 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. [CW]
Informácie o Matthiasovi Mannovi
Matthias Mann vyštudoval fyziku na Georg-August-Universität Göttingen a doktorát získal na Yale University v New Haven v USA. Na jeho oddelení „Proteomika a signálna transdukcia“ na Max Planck Institute for Biochemistry sa proteóm, t.j. H. súhrn všetkých proteínov v organizme vyšetrený pomocou hmotnostnej spektrometrie. Prof. Mann okrem toho vedie katedru proteomiky na univerzite v Kodani. Za svoj výskum získal množstvo ocenení vrátane Ceny Louisa Jeanteta za medicínu, Körberovej ceny za európsku vedu a Ceny Gottfrieda Wilhelma Leibniza. S viac ako 200 000 citáciami je Matthias Mann najcitovanejším vedcom v Nemecku.