Izklop tega encima je pri miših obrnil prediabetes
Usmerjanje kemije ceramidov v telesu na subtilen način bi lahko privedlo do razvoja varnih novih načinov zdravljenja diabetesa tipa 2, bolezni srca in drugih presnovnih stanj.
To so predlagali znanstveniki, potem ko so ugotovili, da lahko pri miših z debelostjo odpravijo prediabetes tako, da utihnejo encim, odgovoren za zadnji korak proizvodnje ceramida.
Deaktiviranje encima, imenovanega dihidroceramid desaturaza 1 (DES1), je znižalo raven ceramida v telesu, ugotavljajo v nedavnem Znanost članek o njihovem delu.
Izklop DES1 je tudi pri miših z visoko vsebnostjo maščob preprečil razvoj maščobne odpornosti jeter in insulina. Ta dva stanja sta glavna dejavnika tveganja za bolezni srca in diabetes.
DES1 nadzoruje pretvorbo dihidroceramida v ceramid z majhnim kemičnim premikom dveh atomov vodika. Ta subtilna sprememba učinkovito vstavi "dvojno vez v hrbtenico" molekule lipidov.
Prejšnje preiskave so že nakazovale, da bi lahko zmanjšanje ravni ceramida potencialno spremenilo presnovne bolezni in diabetes. Vendar pa bi metode, ki so jih uporabljali, povzročile resne neželene učinke.
"Ceramidi kot naslednji holesterol"
Nova študija usmerja raziskave v bolj obetavno terapevtsko smer. Nakazuje, da bi bilo mogoče z majhnim, pravočasno prilagojenim postopkom priprave ceramida na varen način znižati ravni ceramida.
"Naše delo," pravi sodelavec študije prof. Scott A. Summers, predstojnik oddelka za prehrano in integrativno fiziologijo na Univerzi v Utahu v Salt Lake Cityju, "kaže, da imajo keramidi pomembno vlogo pri presnovnem zdravju."
"Razmišljamo o keramidih kot o naslednjem holesterolu," dodaja.
Znanstveniki še ugotavljajo, kako znižanje ceramidov vpliva na telo. Vendar pa obstajajo dokazi, trdi prof. Summers, o povezavi med ceramidi in presnovnimi boleznimi.
Pravi, da nekateri zdravniki že izvajajo teste ravni ceramida kot način za oceno tveganja ljudi za bolezni srca.
"Ceramidi prispevajo k lipotoksičnosti, na kateri temelji sladkorna bolezen, jetrna steatoza [zamaščena jetra] in bolezni srca," ugotavljajo avtorji nove študije.
Če so keramidi lahko vzrok bolezni, kakšen namen imajo v telesu? Raziskovalci so to vprašanje raziskali z oceno vpliva ceramida na presnovo.
Prednosti in slabosti ceramida
V študiji o DES1 in ceramidih iz leta 2013 sta prof. Summers in njegova soavtorja razpravljala o tem, kako lahko debelost poveča tveganje za presnovne bolezni in kako prispevajo ceramidi.
Teorija pravi, da pri ljudeh z debelostjo telesna tkiva dobijo obilo lipidov, ki jih ne morejo shraniti, kar vodi do kopičenja "molekul, pridobljenih iz maščob, ki poslabšajo delovanje tkiva".
Profesor Summers in njegovi kolegi so odkrili, da ceramidi sprožijo številne procese, ki povečujejo shranjevanje maščob v celicah. Poleg tega motijo sposobnost celic, da dobijo energijo iz sladkorja ali glukoze.
Lipidi upočasnijo tudi predelavo maščobnih kislin. To počnejo na dva načina: tako da jetra shranijo več maščobnih kislin in zmanjšajo izgorevanje maščob v tkivih.
Ceramidi imajo tudi druge funkcije. Ena od teh je krepitev celičnih sten.
Profesor Summers zato predlaga, da ker povečanje skladiščenja maščobe zviša raven ceramida, se zdi, da imajo ceramidi vlogo pri zaščiti celic pred razpokami v času obilja, ko telo poveča zaloge maščobe.
Vendar pa se zdi, da v primeru debelosti ceramid prevzame vlogo strupenega lipida.
Debele miši so izboljšale presnovno zdravje
V nedavni študiji so raziskovalci znižali raven ceramida pri miših z zaustavitvijo zadnjega koraka sinteze ceramida. Da bi to dosegli, so genetsko izdelali miši, pri katerih so lahko pri odraslih živalih izklopili gen za DES1.
Razvili so dva načina izklopa DES1: globalno in selektivno. V globalnem pristopu so utišali DES1 v celotnem telesu. Pri selektivnem pristopu so encim izklopili na selektivnih mestih, na primer v jetrih ali maščobnih celicah.
Ko so pri izredno debelih miših z odpornostjo na inzulin in zamaščenostjo jeter izklopili DES1 za zniževanje ceramidov, so ugotovili, da kateri koli pristop deluje. Presnovno zdravje živali se je izboljšalo, čeprav so ostale debele.
Jetra so se rešila maščob, odzivi na inzulin in glukozo pa so bili tako ostri kot pri zdravih, vitkih miših. Po dveh mesecih opazovanja so živali ostale dobrega zdravja.
Profesor Summers pojasnjuje, da čeprav miši niso izgubile teže, so njihova telesa spremenila način predelave hranil.
V drugem nizu poskusov je skupina ugotovila, da zmanjšanje ravni ceramida pred dajanjem miši na diete z visoko vsebnostjo maščob preprečuje, da bi se živali zredile in razvile odpornost proti insulinu.
"Ugotovili smo potencialno terapevtsko strategijo, ki je izjemno učinkovita in poudarja, kako lahko subtilna sprememba kemije globoko vpliva na zapletene biološke sisteme."
Prof. Scott A. Summers
