Az SAS kutatói két fontos felfedezésben vettek részt. Júliusban tették közzé azokat a médiában, amelyek a világ legrangosabbjai közé tartoznak. Az eredmények a testzsír megcélzásának ígéretes képességéhez és a fontos fehérjék szerkezetéhez kapcsolódnak.
2007. augusztus 2., 00:00
Az első esetben Richard Kvetňanský írása a Pozsonyi Szlovák Tudományos Akadémia Kísérleti Endokrinológiai Intézetéből külföldi kollégákkal megjelent a Nature Medicine szaklapban. A stressz és az elhízás közötti, még mindig nem eléggé kutatott kapcsolatra összpontosítottak. Megtalálták a módszert, hogy nem mérgező anyag injekciójával adhassanak hozzá zsírokat a laboratóriumi egerek testének kiválasztott részeiből.
A második esetben Marián Farkašovský a Pozsonyi Szlovák Tudományos Akadémia Molekuláris Biológiai Intézetéből szintén előzetesen online publikálta az eredményeket a Nature-ben külföldi kollégákkal. Vizsgálták az emberi szeptineket, titokzatos fehérjéket, amelyek számos szervezet sejtjeinek kulcsszereplői.
Marián Farkašovský a laboratóriumi aktuális képen. Fotó: Renáta Knirschová/ÚMB SAS.
Hízás és fogyás injekciókkal
Richard Kvetňanský és munkatársai ismertették azt a mechanizmust, amely révén a stressz rendellenes súlygyarapodást okoz az egerekben, és hogyan lehet ezzel manipulálni. Kezdetben van egy neurotranszmitter (neuropeptid) Y vagy NPY, a rendszer idegei által kiválasztott anyag, amely felkészíti a testet a stresszre. Hatását egy másik anyag, az Y2 vagy az NPY2R neuropeptid receptor közvetíti.
Szegény és zsíros egerek az alany kísérleteiből. Fotó: Georgetown Egyetem.
A kutatók NPY injekciójával adtak zsírt az egér testének kiválasztott területeire. Két héten belül az egerek akár 50 százalékkal is megnőttek a zsírszövet tömegében és térfogatában. A krónikusan stresszes egereket jobban aktiválja az NPY-NPY2R tandem. De amikor olyan anyagot injektáltak nekik, amely blokkolta az NPY2R aktivitását, gyorsan fogytak, ismét akár 50 százalékkal.
Egértől emberig
Eleinte a tudósok nem hittek a szemüknek, de a négyéves kísérletek eredményei egyértelműek voltak. Miután csökkentette az egerek hasi területén a zsír mennyiségét, a máj és a vázizom zsírja is csökkent. Ez segített az inzulinrezisztencia, a glükóz-intolerancia, a vérnyomás és az érgyulladás "rögzítésében".
Ezenkívül a majmokkal végzett ugyanazon kísérletek első eredményei hasonló mechanizmusra utalnak. Ez megmagyarázhatja, hogy a krónikusan stresszes emberek miért nyernek többet, mint kellene, az elfogyasztott kalóriák mennyiségéből ítélve (bár mások stressz közben fogynak.) Ez az első kutatás, amely bizonyítja a stressz közvetlen hatását a zsír felhalmozására. Ez nemcsak az agy kérdése, amint azt korábban gondoltuk (vagyis az étvágy és az általános anyagcsere szabályozása a hipotalamusz által), hanem maga a zsírszövet stresszre adott közvetlen fiziológiai reakciója.
Stressz az elhízás miatt
A kísérletek azt a krónikus stresszt szimulálták, amellyel az egerek a természetben találkozhatnak. Két hétig mindig egy órán át hideg vízben álltak, vagy ugyanolyan hosszú ideig stresszelték őket egy agresszív domináns egér.
Vagy normálisan, vagy magas zsír- és cukortartalmú diétával etették őket. A stresszes állatok normál étrenden nem híztak, de igen magas kalóriatartalmú igen, még kétszer akkorát is, mint kalóriabevitel esetén. És ráadásul főleg a hasi területen.
A stresszes állatok ugyanannyi étrendet fogyasztottak, mint a kontroll stressz nélküli állatok, de anyagcseréjük láthatóan másként kezelte. Evolúciós szempontból akkor van értelme, ha a nehéz időkben több zsír tárolódik, mint az energiatartalék. Az emberek ugyanúgy dolgozhatnak.
Egér testének mágneses rezonancia képalkotói. A felsõk a teljes hasi zsírt, az alsók a test keresztmetszetén a belsõ zsírt mutatják. A balról érkező harmadik és negyedik egér magas kalóriatartalmú étrendet folytatott, a harmadik stresszt a hideg vízben való tartózkodás okozta, a negyedik a domináns egér agressziója volt. A sárga, a narancssárga és a barna tónus megfelel a zsírszövetnek. Az első balról a kontroll egerek normál étrenden, a második a magas kalóriatartalmú, de nem hangsúlyozott étrenden. A két jobb oldali egér magas kalóriatartalmú étrendet folytatott, és a hideg stresszt szenvedett, de az NPY2R blokkolása után nem hízott. Fotó: Természetgyógyászat.
Egészségesebb öregedés?
Ha az új felfedezést az emberek véglegesen megerősítik, akkor a leggyorsabban kozmetikai és rekonstruktív plasztikai sebészetben használják. Mivel lehetővé teszi zsírok hozzáadását, mint az oltványok, ez segít fiatalítani az arcot, beállítani a melleket, a comb ülését és kibővíteni az ajkakat. Az egyszerű injekciók garantálják az eljárás kiszámítható eredményeit, olcsók, kompatibilisek a beteg saját szövetével és az eljárás tartós. A zsírszövet helyi eltávolításának lehetősége az NPY2R blokkolásával felveti a mai zsíreltávolítás helyettesítésének gondolatát, amely még mindig sebészeti beavatkozás, minden kockázat mellett. A kívánt és a nem kívánt zsír egyszerű és biztonságos feltöltése megváltoztathatja az idősödő emberek jelenlegi természetét. A zsírfelesleg óriási szerepe a betegségekben pedig enyhíti a kísérő egészségügyi tüneteket is.
Ez a felfedezés valószínűleg nem engedi megenni, amit akarunk, és amennyit csak akarunk, majd megoldani az NPY2R blokkolásával, de minden bizonnyal jelentősen hozzájárul az emberi egészség és az életminőség javításához.
Az USA, Szlovákia és Ausztrália 12 tagú tudóscsoportját Zofia Zukowska koordinálta a washingtoni Georgetown Egyetemről.
Titokzatos kulcsszereplők
A szeptinek egy olyan fehérje csoport, amely minimálisan változik az evolúció során. Olyan fontosak, hogy egyszerűen nem lehet divatba hozni őket, hogy úgy mondjam. Általában rövidebb (oligomerek) és hosszabb láncokba (polimerek) kapcsolódnak, amelyekből különféle hosszú szálak képződnek, 7-9 nanométer (milliárd milliárd méter) szélesek. A rostegységek jellemzően 25-32 nanométert mérnek.
A szeptineket 1970-ben fedezték fel a kezdő élesztőben, ahol az anya- és leánysejtek közötti szűkített területen gyűrűt képeztek, szervezve a sejtosztódást. Azóta kiderült, hogy a sejtosztódás mellett számos más fontos intracelluláris mozgásban és folyamatban vesznek részt. Ezek a sejt "csontvázának" egyik kulcsfontosságú alkotóeleme, és sok más fehérje "állványaként" működnek.
Egyedi felépítés
Az egyes szeptinek és komplexeik felépítéséről és a rostképződés módjáról azonban még mindig keveset tudni. Marián Farkašovský és munkatársai most feltérképezték mind az emberi septin SEPT-2, mind az emberi septin SEPT2 - SEPT6 - SEPT7 hármas komplex szerkezetét. Röntgenkristályográfiát (először a fehérjéknek hagyták kristályosodni, hogy röntgensugarakkal jól meg tudják őket világítani) és elektronmikroszkópot használtak. A szerkezet újonnan feltárt részletei miatt a septinok alapvetően különböznek a celluláris „csontváz” többi részétől.
A szeptinek és az egészség
A szeptinek ismertek gombás és állati sejtekben, de nem protozoonok és növények. Például az élesztőnek hét génje van, amelyek szeptint, kettő férget és az emberek tizenhármat kódolnak. Úgy tűnik, hogy az emberi szeptinek helytelen szerkezete és működése szerepet játszik számos súlyos betegség kialakulásában, különösen a neurodegeneratív betegségek, például az Alzheimer- és a Parkinson-kór kialakulásában, de ebben az összefüggésben olyan rákról is beszélnek, mint például leukémia vagy limfóma.
Az emberi szeptin rostok hatkomponensű egységei elektronmikroszkóp alatt. Fotó: Természet.
Tehát mi a fő gyakorlati jelentősége az új ismereteknek a szeptinek szerkezetéről? Szükséges előfeltételei a szeptinek működésének teljes megértéséhez, amelyek ezután felhasználhatók az említett betegségek kezelésére. A szeptinek fontos szerepe a sejtekben azonban számos más felhasználásra utal, például a biotechnológiában.
Nyolc tagú német, szlovák és amerikai tudóscsoport koordinálta Alfred Wittinghofert a dortmundi Max Planck Molekuláris Fiziológiai Intézettől.