Hitel: Haojun Yang, Johns Hopkins Medicine

zsírsejtekhez

Johns Hopkins tudósai megállapították, hogy az alacsony sejtes rézkoncentráció látszólag jobban "hizlalja" a zsírsejteket, megváltoztatva a sejtek anyagcsere-fő energiaforrásainak, például a zsírnak és a cukornak a feldolgozását.

Ez az egereken végzett vizsgálatokon alapuló felfedezés további bizonyíték arra, hogy a réz homeosztázis egy napon terápiás célpont lehet az anyagcsere-rendellenességek, beleértve az elhízást is. A kutatók arra figyelmeztetnek, hogy bár vannak adatok a réz és az elhízás közötti összefüggésekről az embereknél, további vizsgálatokra van szükség a kapcsolat jobb megértéséhez.

A nyugati világban az étrendi étrendhiány ritka, kivéve a terhesség alatt, és az egészségügyi kockázatok elsősorban a réz egyensúlyhiány genetikai rendellenességeivel társulnak. A zöldségeket, dióféléket és még a csokoládét is tartalmazó étrend általában annyi rézt tartalmaz, hogy ez az ásványi anyag egészséges koncentrációban maradjon.

Az emberi biológia szempontjából elengedhetetlen réz számos folyamathoz hozzájárul, például a pigmentképződéshez, az új erekhez és a megismeréshez. A réz egyensúlyhiányt számos neurológiai rendellenességgel társították, a megváltozott rézkoncentrációk pedig a depresszióhoz és az alvási szokások megváltozásához kapcsolódtak - jegyzi meg dr. Svetlana Lutsenko, Ph.D., A Johns Hopkins Egyetem Orvostudományi Karának élettan professzora és a kutatás vezető kutatója.

"Újra és újra láttuk, hogy amikor egy bizonyos szövetben réz-egyensúlyhiány van, jelentős hatással vannak a szövetek egészségére" - teszi hozzá dr. Lutsenko.

A tanulmány, A PLOS Biology szakfolyóiratban megjelent tanulmány leírja a rézegyensúly szerepét az adipocitáknak nevezett zsírtartalmú sejtek fiziológiájában.

Haojun Yang, a cikk vezető szerzője és a Johns Hopkins Egyetem Orvostudományi Karának sejt- és molekuláris élettanának hallgatója pontosan ezzel a témával foglalkozott.

Annak megértése érdekében, hogy az adipociták hogyan használják a rézet, a kutató reprodukálta az egerekből származó zsírsejtek laboratóriumi prekurzorait, amelyek kémiai jeleket kaphattak az érett adipociták kifejlődéséhez és formálásához, amilyeneket az energia tárolására használnak.

A tudósok figyelték a sejtek rézfelvételét és az e fejlesztési folyamat során keletkezett fehérjéket.

Megfigyelték, hogy az érés során az adipociták kétszer annyi rézet fogyasztottak, mint a prekurzorok. Ezenkívül azt találták, hogy több réztartalmú fehérje volt bőségesebb, különösen egy semikarbazid-érzékeny amino-oxidáznak (SSAO) nevezett enzim, amely rendkívül "felülszabályozott" volt, és koncentrációja akár 70-szer magasabb volt, mint az elősejtek.

Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az SSAO enzim rézfüggő, és hogy különösen a zsírszövetben van. Dr. Lutsenko szerint azonban tisztázandó, hogy a sejt rézkoncentrációja hogyan befolyásolja az SSAO-t, és hogyan függ össze az SSAO aktivitása az adipocita anyagcserével. "Érdekelt volt bennünk, hogy ezek az összetevők összefüggenek-e egymással" - mondja Yang.

Annak eldöntésére, hogy a sejtek rézfogyasztása befolyásolja-e az SSAO működését, Yang kutató korlátozta a réz hozzáférhetőségét az adipocita érése során. Megállapította, hogy a rézmegvonás nem akadályozta meg a sejteket érett zsírsejtekké növekedésében, de ami meglepő volt, hogy a réz nélkülözött sejtek több mint kétszer akkorára nőttek, mint egészséges társaik, és több zsírmolekulát, úgynevezett lipidet tartalmaztak, olyan körülmények között alakult ki, ahol a réz mennyisége megfelelő volt.

"Ez a kísérlet megmutatta, hogy a réz fontos volt az adipociták fejlődése és egészséges anyagcseréje szempontjából" - mondja Dr. Lutsenko.

Annak megállapítására, hogy a rézfüggő SSAO enzim aktivitásának elvesztése felelős-e a zsír méretének változásáért és felhalmozódásáért a réz nélkülözött sejtekben, Yang genetikai módosításhoz folyamodott, hogy olyan sejteket hozzon létre, amelyek teljesen mentesek ettől az enzimtől, és figyelemmel kísérte fejlődésüket. Amikor kémiai úton indukálják az érett zsírsejteket, ezek a laboratóriumi egerekből származó sejtek feltűnően hasonlónak tűntek a korábbi kísérletek réz nélkülözött sejtjeihez: a normál sejtek kétszeresére nőttek, és több lipidet tartalmaztak. Ez az eredmény megerősítette, hogy a réz sejtkoncentrációi elengedhetetlenek az SSAO működéséhez, és hogy ennek az enzimnek az inaktiválása okozta az adipociták rendellenes növekedését. Azonban továbbra is kétséges volt, hogy ezek a sejtek hogyan halmoznak fel ennyi lipidet.

"Normál sejtekben a két energiaforrás, a lipidek és a cukor felvétele kiegyensúlyozott" - mondja Yang. "Nyilván valami, ami a rézhiánnyal kapcsolatos, miatt ez az egyensúly jobban eltolódott a zsírraktározás felé." A kutatók tudták, hogy az SSAO-nak inzulinszerű hatásai vannak - vagyis a sejtek több cukrot fogyasztanak. Tehát feltételezték, hogy az enzim megzavarása a sejteket energiaforrás-váltásra kényszerítheti.

Hipotézisük teszteléséhez a tudósok három sejtvonal fehérje profilját hasonlították össze, és a sejtek érésével megpróbáltak különbségeket találni a fehérje expressziójában vagy a cukor vagy a lipid felvételében.

A legjelentősebb változásokat azokban a fehérjékben figyelték meg, amelyek kevésbé felszívták és feldolgozták a cukrot - és amelyek kevésbé voltak gazdagok -, valamint azokban a fehérjékben, amelyek elősegítették a lipidek felvételét és feldolgozását.

"Így kiderült, hogy az SSAO enzim létfontosságú számos anyagcsere-funkció szempontjából, ideértve a cukrok felszívódásáról a zsírok felszívódására való áttérést is" - mondja Yang.

A kutatók tanulmányok lefolytatását tervezik az SSAO enzim monitorozására zsírmájbetegségben (máj steatosis) és cukorbetegségben szenvedő emberek vérkeringésében, mivel ez az enzim nagy koncentrációban van jelen ezeknek az embereknek a vérében. "Gyanítjuk, hogy az SSAO segíthet az energiaforrások kiválasztásának szabályozásában más szövetekben" - mondja Yang.