Неуёмная любовь детей и взрослых к сладкому имеет очень простое биологическое объяснение. Углеводы, из которых сахар состоит на 100%, — самый «скоростной» источник энергии для внутриклеточных процессов, известный науке. Проглотил сладкий пирожок, глубоко вдохнул — и вперёд: очень скоро кровь понесёт глюкозу к клеткам, а там она превратится в воду, углекислый газ и 4 килокалории энергии на каждый грамм окисленных углеводов. Делать это (конечно, без участия крови) научились ещё микроорганизмы, возникшие на Земле миллиарды лет назад.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"click": "on",
"id": "2958836",
"incutNum": 1,
"repl": "<1>:{{incut1()}}",
"uid": "_uid_2961336_i_1"
}
Трудно сказать, что является главной причиной ожирения — потребление «вкусной» жирной или «питательной» мучной пищи, но именно углеводы составляют большую часть дневного рациона человека. Хлеб, макароны, картошка и литры сладкой газировки, в которых не отказывают себе жители сытых стран, — это всё углеводы, и они точно являются одной из причин эпидемии ожирения, которая охватила развитой мир.
Диеты с низким содержанием углеводов действительно помогают некоторым справиться с ожирением, даже тем, кто уже и не мыслил себя стройным и поджарым. Однако диеты — это всё-таки прошлый век. В наши дни мечтой любого лежебоки должна быть генная терапия: вставят тебе куда-нибудь ген — и тут же станешь моложе, умнее, стройней и сексуальнее. Всё это пока сказки, но учёные и впрямь методично разбираются в деталях регулирования самых разных внутриклеточных процессов, и существует немало препаратов, искусственно созданных для воздействия на тот или иной каскад реакций в наших клетках.
Возможно, когда-нибудь придёт и черёд таблеток от ожирения для любителей макарон и газировки.
Учёные нашли последнее недостающее звено механизма, ответственного за превращение углеводов в жиры.
Роджер Вонг, его научная руководительница Хейсук Соль и их коллеги по Университету Калифорнии в Беркли разобрались, каким образом организм регулирует превращение неизрасходованной глюкозы в липиды. И, как водится, в подтверждение представили мышей, которые могут есть столько углеводов, сколько им заблагорассудится, и при этом оставаться более или менее стройными. Работа учёных опубликована в последнем номере авторитетного журнала Cell.
Адипоциты – крупные, диаметром до 0,25 мм клетки сферической формы, которые в жировых дольках плотно прилегают друг к другу, нередко приобретая форму многогранников. Ядро адипоцита смещено к краю клетки вместе с тонким ободком окружающей его цитоплазмы. Оно содержит умеренно конденсированный хроматин, что свидетельствует о средней синтетической активности.
Липогенез – отложение жиров в жировой ткани. Липиды, которые накапливаются в адипоцитах человека, представлены на 90–99% триглицеридами, т. е. являются эфирами жирных кислот и глицерина. При температуре тела они находятся в жидком состоянии.
Источниками обновления липидов в ткани служат:
1. Хиломикроны – частицы, образующиеся в эпителиальных клетках кишечника при всасывании продуктов гидролиза жиров. Хиломикроны транспортируются в лимфу и плазму крови.
2. Липопротеины очень низкой плотности, которые синтезируются клетками печени (гепатоцитами) и транспортируются кровью. Подобно хиломикронам, они состоят из центральной липидной части, окруженной оболочкой из молекул фосфолипидов, холестерина, в которую погружены молекулы белка.
3.Триглицериды, синтезируемые из углеводов самими адипоцитами, которые гидролизуются до свободных жирных кислот перед выделением в кровь.
Липолиз – мобилизация жиров в жировой ткани. Осуществляется посредством нейрального и гуморального механизмов, в результате деятельности которых происходит выделение жирных кислот и глицерина в кровь. Расщепление жиров обеспечивается гормонально-зависимой липазой, которая активируется аденилатциклазой путем образования цАМФ.
К липолитическим гормонам наряду с норадреналином, обладающим наиболее выраженным эффектом, относятся гипофизарные гормоны: адренокортикотропный, тиреотропный, меланоцитостимулирующий, липотропный, лютеинизирующий и гормон роста.
Учёным давно известно, что интенсивность этого процесса многократно возрастает после еды — в ответ на подъём концентрации инсулина в крови, оповещающего самые разнообразные клетки нашего организма о том, что им пора заняться утилизацией появившихся калорий. В клетках печени существуют специальные рецепторы, которые в ответ на связывание с ними молекул инсулина выделяют белок PP1 (протеинфосфотазу-1), и, как только в клетках начинает циркулировать PP1, скорость синтеза фермента FAS по его заложенному в ДНК генетическому коду возрастает многократно.
Учёные также знают, что скорость синтеза FAS регулирует специальный транкрипционный фактор USF, присоединяющийся к промотору гена. Но вот загадка: количество USF от концентрации инсулина в крови никак не зависит, и PP1 с ним никак не контактирует. Значит, мы то ли совсем не понимаем, как устроен регулирующий каскад, либо какое-то важное звено пропущено. К счастью, правильный ответ второй.
Вонг показал, что ключевую роль играет фермент под названием DNA-PK, ДНК-зависимая протеинкиназа.
Известно, что этот белок помогает «залечивать» разорванные цепочки ДНК, откуда и получил своё название. Но в данном случае он действует по-другому.
процесс присоединения к какому-либо субстрату остатков фосфорной кислоты. Обратный процесс называется дефосфорилированием.
В живых клетках фосфорилирование – один из самых распространённых видов посттрансляционной модификации белка. Процессы фосфорилирования и дефосфорилирования катализируются особыми ферментами, выделяемыми в особый класс киназ, или иначе фосфотрансфераз.
Фосфорилирование или дефосфорилирование того или иного белка часто регулирует функциональную активность данного белка (усиливает ее или наоборот «выключает» данный белок функционально).
Также с фосфорилирования гексоз начинается процесс гликолиза. Фосфорилирование АДФ обеспечивает запасание энергии в форме АТФ для ее последующего расходования. И это лишь малая часть реакций фосфорилирования, протекающих в живых клетках.
Проверить описанную конструкцию не составило труда: в распоряжении биологов есть линия мышей SCID, у которых с синтезом DNA-PK большие проблемы (этим мышам вообще не повезло — SCID означает Severe combined immunodeficiency, «тяжёлый комбинированный иммунодефицит»). Учёные поставили классический эксперимент: обычных и SCID-мышей сажали на одну и ту же диету, эквивалентом которой для человека стал бы неограниченный доступ к макаронному ресторану.
«Дефектные» мыши ели столько же, сколько и их нормальные собраться, но оказались на 40% менее жирными — без очевидного ущерба для здоровья и общей бодрости.
Учёные надеются, что их работа поможет диабетикам I типа, организм которых не синтезирует инсулин, а потому не способен запускать описанный каскад реакций в печени и превращать углеводороды в жиры; совсем без жиров человеку худо. Если появится возможность активировать DNA-PK каким-то иным способом, без участия инсулина, одна из проблем диабетиков будет решена.
Бороться с ожирением через умышленное отключение этого фермента вряд ли разумно — умение ремонтировать разорванные цепочки ДНК всё-таки важнее, чем способность есть булочки и не толстеть. Но теперь, когда мы знаем весь каскад реакций, умышленно вмешаться в него будет проще. Вопрос лишь в том, стоит ли: если вести достаточно активный образ жизни, никаких излишков глюкозы для преобразования в жир просто не останется.
