Oprirea acestei enzime a inversat prediabetul la șoareci
Direcționarea chimiei ceramidei în organism într-un mod subtil ar putea duce la dezvoltarea de noi tratamente sigure pentru diabetul de tip 2, boli de inimă și alte afecțiuni metabolice.
Aceasta a fost sugestia pe care oamenii de știință au făcut-o după ce au constatat că ar putea inversa prediabetul la șoarecii cu obezitate prin reducerea la tăcere a unei enzime responsabile pentru etapa finală a producției de ceramidă.
Dezactivarea enzimei, numită dihidroceramidă desaturază 1 (DES1), a scăzut nivelurile de ceramidă din organism, observă acestea într-un studiu recent Ştiinţă hârtie despre munca lor.
Dezactivarea DES1 a împiedicat, de asemenea, șoarecii care au o dietă bogată în grăsimi să dezvolte rezistență la ficat gras și insulină. Aceste două condiții sunt factori de risc primari pentru bolile de inimă și diabetul.
DES1 controlează conversia dihidroceramidei în ceramidă cu o mică deplasare chimică a doi atomi de hidrogen. Această modificare subtilă introduce în mod eficient o „dublă legătură în coloana vertebrală” a moleculei lipidice.
Investigațiile anterioare au sugerat deja că reducerea nivelului de ceramidă ar putea inversa bolile metabolice și diabetul. Cu toate acestea, metodele pe care le-au folosit ar duce la efecte secundare severe.
„Ceramidele ca următorul colesterol”
Noul studiu duce cercetarea într-o direcție terapeutică mai promițătoare. Aceasta sugerează că ar putea fi posibilă reducerea nivelurilor de ceramidă într-un mod sigur, cu o ajustare mică, bine temporizată, la procesul de producție a ceramidei.
„Munca noastră”, spune autorul co-senior al studiului, prof. Scott A. Summers, președintele departamentului de nutriție și fiziologie integrativă de la Universitatea Utah din Salt Lake City, „arată că ceramidele au un rol influent în sănătatea metabolică”.
„Ne gândim la ceramide ca la următorul colesterol”, adaugă el.
Oamenii de știință află încă cum afectează organismul scăderea ceramidelor. Cu toate acestea, există dovezi, susține prof. Summers, ale unei legături între ceramide și boala metabolică.
El spune că unii medici efectuează deja teste ale nivelului de ceramidă ca o modalitate de a evalua riscul oamenilor de boli de inimă.
„Ceramidele contribuie la lipotoxicitatea care stă la baza diabetului, steatozei hepatice [ficatului gras] și a bolilor de inimă”, notează autorii noului studiu.
În cazul în care ceramidele pot fi o cauză a bolilor, ce scop au în organism? Cercetătorii au investigat această întrebare prin evaluarea impactului ceramidei asupra metabolismului.
Argumente pro și contra ceramidei
Într-un studiu din 2013 despre DES1 și ceramide, Prof. Summers și coautorii săi au discutat despre modul în care obezitatea ar putea crește riscul bolilor metabolice și despre modul în care ceramidele contribuie.
Teoria este că la persoanele cu obezitate, țesuturile corpului primesc o abundență de lipide pe care nu le pot stoca și acest lucru duce la o acumulare de „molecule derivate din grăsimi care afectează funcția țesuturilor”.
Prof. Summers și colegii săi au descoperit că ceramidele declanșează o serie de procese care cresc depozitarea grăsimilor în celule. În plus, acestea perturbă capacitatea celulelor de a obține energie din zahăr sau glucoză.
Lipidele încetinesc, de asemenea, procesarea acizilor grași. Acestea fac acest lucru în două moduri: prin faptul că ficatul stochează mai mulți acizi grași și prin reducerea arderii grăsimilor în țesuturi.
Ceramidele au și alte funcții. Una dintre acestea este întărirea pereților celulari.
Prin urmare, Prof. Summers sugerează că, deoarece creșterea stocării grăsimilor crește nivelul ceramidei, s-ar părea că ceramidele au un rol în protejarea celulelor împotriva ruperii în perioadele abundente, când corpul își mărește rezervele de grăsime.
Cu toate acestea, în cazul obezității, ceramida pare să preia rolul unei lipide toxice.
Șoarecii obezi au îmbunătățit sănătatea metabolică
În studiul recent, cercetătorii au scăzut nivelul de ceramidă la șoareci prin închiderea ultimei etape a sintezei ceramidelor. Pentru a realiza acest lucru, ei au creat șoareci genetici în care ar putea opri gena pentru DES1 la animalele adulte.
Au dezvoltat două moduri de dezactivare a DES1: global și selectiv. În abordarea globală, au redus la tăcere DES1 în întregul corp. În abordarea selectivă, au oprit enzima în locații selective, cum ar fi ficatul sau celulele adipoase.
Când au oprit DES1 pentru a reduce ceramidele la șoareci extrem de obezi cu rezistență la insulină și ficat gras, au descoperit că oricare dintre abordări a funcționat. Sănătatea metabolică a animalelor s-a îmbunătățit, chiar dacă au rămas obezi.
Ficatul lor a scăpat de grăsimi, iar răspunsurile lor la insulină și glucoză au fost la fel de ascuțite ca cele ale șoarecilor sănătoși și slabi. După 2 luni de observație, animalele au rămas în stare bună de sănătate.
Prof. Summers explică faptul că, deși șoarecii nu au pierdut nicio greutate, corpul lor a schimbat modul în care procesează nutrienții.
Într-un alt set de experimente, echipa a constatat că reducerea nivelului de ceramidă înainte de plasarea șoarecilor pe diete bogate în grăsimi a împiedicat animalele să se îngrașe și să dezvolte rezistență la insulină.
Am identificat o strategie terapeutică potențială, care este remarcabil de eficientă și subliniază modul în care sistemele biologice complexe pot fi profund afectate de o schimbare subtilă a chimiei.
Prof. Scott A. Summers
