Ученые сумели «разогнать энергостанции» клеток, чтобы они сжигали больше калорий
Ученые разработали экспериментальные препараты, которые заставляют митохондрии в наших клетках работать активнее и сжигать больше калорий. Это открытие может привести к созданию новых методов лечения ожирения и улучшению метаболического здоровья.
Изобретение, которое может стать прорывом в борьбе с охватившей мир эпидемией ожирения, называется «митохондриальные разобщители». Оно описано в издании Королевского химического общества Великобритании Chemical Science. Журнал признал это исследование «статьей недели».
«Митохондриальные разобщители» заставляют митохондрии менее эффективно сжигать энергию, высвобождая топливо в виде тепла, вместо того чтобы превращать его в аденозинтрифосфат для использования клеткой, объясняет химик Тристан Роулинг из Сиднейского технологического университета, руководивший исследованием.
«Митохондрии часто называют энергетическими станциями клетки. Они превращают потребляемую пищу в химическую энергию — АТФ. Митохондриальные разобщители нарушают этот процесс, заставляя клетки расходовать больше жиров для удовлетворения своих энергетических потребностей, — говорит он. — Можно сравнить это с гидроэлектростанцией. В норме вода из водохранилища проходит через турбины, вырабатывая электричество. Разобщители действуют как течь в плотине, позволяя части этой энергии миновать турбины, так что она теряется в виде тепла вместо производства полезной мощности».
Соединения, вызывающие митохондриальное разобщение, были впервые открыты около века назад, однако те ранние препараты были смертельными ядами, вызывавшими перегрев и гибель.
«Во время Первой мировой войны рабочие на производстве боеприпасов во Франции теряли вес, страдали от высокой температуры, некоторые погибли. Ученые выяснили, что это было вызвано химическим веществом, используемым на заводе, — 2,4-динитрофенолом. ДНФ нарушает выработку энергии в митохондриях и ускоряет метаболизм. В 1930-х годах его ненадолго выпустили на рынок как одно из первых средств для похудения. Он был поразительно эффективен, но в итоге был запрещен из-за тяжелых токсических эффектов. Доза для снижения веса и смертельная доза опасно близки», — рассказал доцент Роулинг.
В новом исследовании ученые создали более безопасные «мягкие» митохондриальные разобщители, точно настроив химическую структуру экспериментальных молекул. Это позволило тонко регулировать, насколько сильно разобщитель влияет на выработку клеточной энергии.
В то время как некоторые экспериментальные препараты повышают активность митохондрий, не нанося вреда клеткам и не нарушая их способности производить АТФ, другие вызывают такое же рискованное разобщение, как и старые токсичные соединения.
Компьютерное моделирование помогло узнать, почему более безопасные молекулы ведут себя иначе. Мягкие митохондриальные разобщители замедляют процесс до уровня, с которым клетки могут справиться, защищая от неблагоприятных эффектов.
Еще одно преимущество мягких митохондриальных разобщителей заключается в том, что они снижают окислительный стресс в клетке. Это может улучшить метаболическое здоровье, оказать антивозрастное действие и защитить от нейродегенеративных заболеваний, таких как деменция.
Работа в этом направлении пока на совсем ранней стадии, но основа для будущих безопасных препаратов для похудения уже создана.
