Η απενεργοποίηση αυτού του ενζύμου αντέστρεψε τα προδιαβήτη σε ποντίκια
Η στόχευση της χημείας κεραμιδίου του σώματος με λεπτό τρόπο θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη ασφαλών νέων θεραπειών για διαβήτη τύπου 2, καρδιακές παθήσεις και άλλες μεταβολικές καταστάσεις.
Αυτή ήταν η πρόταση που έκαναν οι επιστήμονες αφού διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να αντιστρέψουν το προ-διαβήτη σε ποντίκια με παχυσαρκία με τη σίγαση ενός ενζύμου που είναι υπεύθυνο για το τελικό βήμα της παραγωγής κεραμιδίου.
Η απενεργοποίηση του ενζύμου, που ονομάζεται διυδροκεραμιδική δεσατουράση 1 (DES1), μείωσε τα επίπεδα κεραμιδίου στο σώμα, σημείωσαν πρόσφατα Επιστήμη χαρτί για τη δουλειά τους.
Η απενεργοποίηση του DES1 απέτρεψε επίσης τα ποντίκια σε δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά να αναπτύξουν αντοχή σε λιπαρά ήπατα και ινσουλίνη. Αυτές οι δύο καταστάσεις είναι πρωταρχικοί παράγοντες κινδύνου για καρδιακές παθήσεις και διαβήτη.
Το DES1 ελέγχει τη μετατροπή του διυδροκεραμιδίου σε κεραμίδιο με μια μικρή χημική μετατόπιση δύο ατόμων υδρογόνου. Αυτή η λεπτή αλλοίωση εισάγει αποτελεσματικά έναν «διπλό δεσμό στη ραχοκοκαλιά» του μορίου των λιπιδίων.
Προηγούμενες έρευνες είχαν ήδη δείξει ότι η μείωση των επιπέδων κεραμιδίου θα μπορούσε ενδεχομένως να αντιστρέψει τη μεταβολική νόσο και τον διαβήτη. Ωστόσο, οι μέθοδοι που χρησιμοποίησαν θα είχαν σοβαρές παρενέργειες.
«Τα κεραμίδια ως η επόμενη χοληστερόλη»
Η νέα μελέτη οδηγεί την έρευνα σε μια πιο υποσχόμενη θεραπευτική κατεύθυνση. Προτείνει ότι θα μπορούσε να είναι δυνατή η μείωση των επιπέδων κεραμιδίου με ασφαλή τρόπο με ένα μικρό, καλά χρονομετρημένο τσίμπημα στη διαδικασία παραγωγής κεραμιδίου.
«Η δουλειά μας», λέει ο συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Scott A. Summers, πρόεδρος τμήματος Διατροφής και Ολοκληρωμένης Φυσιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα στη Σολτ Λέικ Σίτι, «δείχνει ότι οι κεραμίδες έχουν σημαντικό ρόλο στη μεταβολική υγεία».
«Σκεφτόμαστε τα κεραμίδια ως την επόμενη χοληστερόλη», προσθέτει.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν πώς η μείωση των κεραμιδίων επηρεάζει το σώμα. Ωστόσο, υπάρχουν στοιχεία, υποστηρίζει ο καθηγητής Summers, για τη σχέση μεταξύ των κεραμιδίων και της μεταβολικής νόσου.
Λέει ότι ορισμένοι γιατροί πραγματοποιούν ήδη εξετάσεις επιπέδων κεραμιδίου ως τρόπο αξιολόγησης του κινδύνου των ανθρώπων για καρδιακές παθήσεις.
«Τα κεραμίδια συμβάλλουν στην λιποτοξικότητα που βασίζεται στον διαβήτη, την ηπατική στεάτωση [λιπώδες συκώτι] και τις καρδιακές παθήσεις», σημειώνουν οι συγγραφείς της νέας μελέτης.
Εάν τα κεραμίδια μπορεί να είναι αιτία ασθένειας, για ποιο σκοπό χρησιμεύουν στο σώμα; Οι ερευνητές διερεύνησαν αυτό το ερώτημα αξιολογώντας την επίδραση του κεραμιδίου στο μεταβολισμό.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Ceramide
Σε μια μελέτη του 2013 για το DES1 και τα ceramides, ο καθηγητής Summers και οι συν-συγγραφείς του συζήτησαν πώς η παχυσαρκία μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο μεταβολικών ασθενειών και πώς συμβάλλουν τα ceramides.
Η θεωρία είναι ότι σε άτομα με παχυσαρκία, οι ιστοί του σώματος λαμβάνουν αφθονία λιπιδίων που δεν μπορούν να αποθηκεύσουν, και αυτό οδηγεί σε συσσώρευση «μορίων που προέρχονται από λίπος και επηρεάζουν τη λειτουργία των ιστών».
Ο καθηγητής Summers και οι συνάδελφοί του ανακάλυψαν ότι τα ceramides ξεκίνησαν μια σειρά διεργασιών που αυξάνουν την αποθήκευση λίπους στα κύτταρα. Επιπλέον, διαταράσσουν την ικανότητα των κυττάρων να λαμβάνουν ενέργεια από ζάχαρη ή γλυκόζη.
Τα λιπίδια επιβραδύνουν επίσης την επεξεργασία λιπαρών οξέων. Το κάνουν με δύο τρόπους: με το να πάρει το συκώτι να αποθηκεύει περισσότερα λιπαρά οξέα και να μειώσει την καύση λίπους στους ιστούς.
Οι κεραμίδες έχουν επίσης άλλες λειτουργίες. Ένα από αυτά είναι η ενίσχυση των κυτταρικών τοιχωμάτων.
Ο καθηγητής Summers προτείνει λοιπόν ότι επειδή η αύξηση της αποθήκευσης λίπους αυξάνει τα επίπεδα κεραμιδίου, φαίνεται ότι τα κεραμίδια έχουν ρόλο στην προστασία των κυττάρων από ρήξη σε περιόδους αφθονίας, όταν το σώμα αυξάνει τα αποθέματα λίπους.
Ωστόσο, στην περίπτωση της παχυσαρκίας, το ceramide φαίνεται να αναλαμβάνει το ρόλο ενός τοξικού λιπιδίου.
Τα παχύσαρκα ποντίκια είχαν βελτιωμένη μεταβολική υγεία
Στην πρόσφατη μελέτη, οι ερευνητές μείωσαν τα επίπεδα κεραμιδίου σε ποντίκια κλείνοντας το τελευταίο βήμα της σύνθεσης κεραμιδίου. Για να το επιτύχουν αυτό, έφτιαξαν γενετικά ποντίκια στα οποία μπορούσαν να απενεργοποιήσουν το γονίδιο για DES1 σε ενήλικα ζώα.
Ανέπτυξαν δύο τρόπους απενεργοποίησης του DES1: παγκοσμίως και επιλεκτικά. Στην παγκόσμια προσέγγιση, σιγήθηκαν το DES1 σε ολόκληρο το σώμα. Στην επιλεκτική προσέγγιση, απενεργοποίησαν το ένζυμο σε επιλεκτικές τοποθεσίες, όπως στο ήπαρ ή τα λιπώδη κύτταρα.
Όταν απενεργοποίησαν το DES1 για να μειώσουν τα κεραμίδια σε εξαιρετικά παχύσαρκους ποντικούς με αντίσταση στην ινσουλίνη και λιπώδες συκώτι, διαπίστωσαν ότι οποιαδήποτε από τις δύο μεθόδους λειτουργούσε. Η μεταβολική υγεία των ζώων βελτιώθηκε, παρόλο που παρέμειναν παχύσαρκα.
Τα συκώτια τους απαλλάσσονταν από το λίπος, και η απόκριση ινσουλίνης και γλυκόζης ήταν τόσο έντονη όσο και των υγιών, άπαχων ποντικών. Μετά από 2 μήνες παρατήρησης, τα ζώα παρέμειναν σε καλή υγεία.
Ο καθηγητής Summers εξηγεί ότι παρόλο που τα ποντίκια δεν έβαλαν βάρος, το σώμα τους είχε αλλάξει τον τρόπο επεξεργασίας των θρεπτικών συστατικών.
Σε μια άλλη ομάδα πειραμάτων, η ομάδα διαπίστωσε ότι η μείωση των επιπέδων κεραμιδίου πριν από την τοποθέτηση των ποντικών σε δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά εμπόδισε τα ζώα να αποκτήσουν βάρος και να αναπτύξουν αντίσταση στην ινσουλίνη.
«Έχουμε εντοπίσει μια πιθανή θεραπευτική στρατηγική που είναι εξαιρετικά αποτελεσματική και υπογραμμίζει πόσο πολύπλοκα βιολογικά συστήματα μπορούν να επηρεαστούν βαθιά από μια λεπτή αλλαγή στη χημεία.»
Καθ. Scott A. Summers
