Tulburare la nivelul ficatului - Raport inovații
Dieta bogată în calorii și bogată în grăsimi în multe regiuni ale lumii, inclusiv în Europa și America de Nord, poate duce la o mare varietate de probleme de sănătate. Sistemul cardiovascular este puternic stresat de excesul de greutate care rezultă adesea, dar ficatul poate fi afectat și ca urmare a acestei diete. Se estimează că aproximativ 30% din populație are ceea ce este cunoscut sub numele de ficat gras.
Aceasta se referă la o depozitare inițial reversibilă a picăturilor de grăsime în celulele hepatice. Pe termen lung, depozitarea grăsimilor poate duce la inflamații și leziuni ireversibile ale ficatului. Efectele picăturilor de grăsime asupra biologiei celulelor hepatice au fost examinate acum în detaliu de către cercetătorii din departamentul „Proteomică și transducție a semnalului” condus de Matthias Mann la MPIB din Martinsried.
Studiul a fost realizat în colaborare cu grupul lui Ralf Jungmann de la MPIB și cu oamenii de știință de la Centrul Helmholtz din München și de la Universitatea din Harvard, SUA.
Tulburare în distribuția proteinelor
Ficatul este unul dintre cele mai versatile organe umane. Pe lângă detoxifierea sângelui, acesta joacă un rol central în metabolismul zaharurilor, proteinelor și grăsimilor. Componentele alimentare pot fi stocate temporar în celulele hepatice. Celulele hepatice, ca majoritatea celorlalte celule ale ființelor vii foarte dezvoltate, au organite diferite.
Acestea sunt zone delimitate funcțional și structural în interiorul celulelor. Cercetătorii folosesc metode moderne de spectrometrie de masă pentru a determina totalitatea proteinelor, proteomului și organitelor celulare. Spectrometria de masă este un tip de echilibru molecular utilizat pentru identificarea proteinelor.
Cercetătorii au examinat compoziția proteică a organelor din probe de ficat de la șoareci care au fost hrăniți cu diete normale și bogate în calorii. Ca și la om, aportul crescut de calorii la șoareci duce la țesutul hepatic gras.
„Cu 20 la sută din proteine, am reușit să arătăm că ficatul gras le-a cauzat apariția în alte organite decât în organele sănătoase. Picăturile de grăsime din celule leagă sute de proteine diferite de suprafața lor. Acest lucru le elimină din alte procese și organite ", explică Natalie Krahmer, colegă postdoctorală la MPIB și primul autor al studiului.
Ea adaugă: „Tulburarea rezultată arată că nu este important doar dacă și în ce cantitate proteinele apar în celule, ci și unde.” Cercetătorii au găsit și proteine pe picăturile de grăsime a căror funcție este încă complet necunoscută.
Începutul unui cerc vicios
Proteinele aparatului Golgi au fost deosebit de afectate de schimbările de locație. Aparatul Golgi este o organetă celulară care este responsabilă pentru formarea veziculelor de transport în celulă. „Am putut observa un cerc vicios: numărul mare de picături de grăsime schimbă structura aparatului Golgi și reduce activitatea din celulele hepatice. Deoarece aparatul Golgi este necesar pentru excreția grăsimii din celulă, care contracarează degenerarea grasă a celulelor, procesul decurge cu atât mai repede. Prin urmare, restaurarea structurii Golgi ar putea fi un obiectiv terapeutic pentru a încetini ficatul gras ”, spune Krahmer.
În plus, cercetătorii au investigat apariția întrerupătoarelor de proteine moleculare, așa-numita fosforilare, folosind metoda EasyPhos dezvoltată la MPIB. Activitatea proteinelor poate fi modificată prin fosforilare. Multe dintre proteinele a căror localizare a fost modificată în ficatul gras au avut, de asemenea, modificări în fosforilare. „Cu toate acestea, nu putem concluziona din rezultate dacă acesta este rezultatul sau cauza schimbării localizării”, explică Krahmer.
Directorul MPIB, Matthias Mann, rezumă rezultatele actuale ale cercetării: „În prezent, în afară de modificările dietetice, nu există opțiuni de terapie pentru ficatul gras. Efectele biologice ale celulei nu erau încă în mare parte înțelese. Sperăm că rezultatele noastre vor ajuta la identificarea obiectivelor terapeutice cu care se poate opri progresia bolii hepatice grase. ”Există destule puncte de contact pentru cercetări suplimentare cu influența aparatului Golgi, a proteinelor necunoscute din depozitele de grăsime și a fosforilării modificate. [CW]
Despre Matthias Mann
Matthias Mann a studiat fizica la Universitatea Georg-August-Göttingen și și-a luat doctoratul la Universitatea Yale, New Haven, SUA. În departamentul său „Proteomics and Signal Transduction” de la Institutul Max Planck pentru Biochimie, proteomul, i. H. totalitatea tuturor proteinelor unui organism, examinate folosind metode spectrometrice de masă. În plus, prof. Mann conduce un departament pentru proteomică la Universitatea din Copenhaga. A primit numeroase premii pentru cercetările sale, inclusiv Premiul Louis Jeantet pentru medicină, Premiul Körber pentru știința europeană și Premiul Gottfried Wilhelm Leibniz. Cu peste 200.000 de citate, Matthias Mann este cel mai citat om de știință din Germania.