Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Sarkolipina sprawia, że mięśnie zużywają więcej energii, spalając tłuszcze

Recommended Posts

Czemu spalamy tłuszcz i rozgrzewamy się, ćwicząc czy mając dreszcze? Amerykanie zauważyli właśnie, że sarkolipina, peptyd występujący wyłącznie w mięśniach, zwiększa wydatkowanie energii i utlenianie tłuszczów.

Zespół z Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP) wykazał, że oddziałując z transporterem jonów wapnia SERCA, sarkolipina zmusza mięśnie do wykorzystywania większych ilości energii do przemieszczania Ca2+. Przez to mitochondria produkują więcej energii, spalając więcej tłuszczów.

To badanie wskazuje na bezpośrednie związki między sarkolipiną i metabolizmem energii - opowiada dr Muthu Periasamy.

Wydatkowanie energii w mięśniach zwiększają 2 czynniki: ćwiczenia i chłód. Gdy zadziała któryś z nich, komórki mięśni nasilają obieg wapnia i zatrudniają SERCA do transportowania kationów wapnia do siateczki sarkoplazmatycznej, czyli retikulum endoplazmatycznego miocytów (gromadzi ono jony wapnia, które są potrzebne do skurczu mięśni). Proces ten jest bardzo energochłonny, gdyż by przenieść wapń, SERCA potrzebuje ATP.

Gdy sarkolipina wiąże się z SERCA, energia (ATP) jest nadal zużywana, ale nie ma już mowy o efektywnym transporcie kationów wapnia. Efekt jest taki, że powstaje więcej ciepła, a spalanie tłuszczów ulega nasileniu.

Gdy ćwiczymy, mięśnie szkieletowe generują mitochondria [zachodzi ich biogeneza] i utleniają więcej tłuszczów. Brakującym elementem jest sarkolipina, która jest "werbowana" w czasie ćwiczeń bądź ekspozycji na zimno i która zmienia obieg wapnia, by zwiększyć biogenezę mitochondriów i spalanie tłuszczów - wyjaśnia Periasamy.

Podczas eksperymentów autorzy publikacji z pisma Cell Reports zauważyli, że myszy pozbawione sarkolipiny mają mniej mitochondriów i problemy ze spalaniem tłuszczów; w mięśniach zachodziła ich akumulacja (lipotoksyczność), a to powszechna przyczyna insulinooporności miocytów. Gryzonie z większą ilością sarkolipiny miały za to więcej mitochondriów i wykazywały nasilone utlenianie tłuszczów.

Gdy myszy ze zwiększoną ilością sarkolipiny karmiliśmy wysokotłuszczową paszą, nie akumulowały tłuszczów w mięśniach i nie rozwijały insulinooporności czy cukrzycy typu 2. - podkreśla dr Santosh Maurya.

Czy można zatem wykorzystać sarkolipinę do terapii osób z otyłością i/lub cukrzycą typu 2.? Naukowcy wykazali już, że skrajna otyłość pogarsza działanie sarkolipiny. Być może istnieje okno terapeutyczne, kiedy da się zaangażować sarkolipinę do spalania większej ilości energii. Taka strategia powinna pomóc osobom z zaburzeniami metabolicznymi, a także tym, którym trudno jest ćwiczyć.

Mamy więcej pomp SERCA, niż potrzebujemy. Niektóre są związane z sarkolipiną, ale w danym momencie lipid wiąże się tylko z ok. 25% transporterów. Przydałyby się więc leki, które zwiększą skuteczność tego procesu.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Duke University zauważyli, że ćwiczące ludzkie mięśnie posiadają wrodzoną zdolność uzdrawiania stanu zapalnego. Celem badań było sprawdzenie, jak na siłę i strukturę mięśni szkieletowych wpływa interferon gamma, którego poziom jest zwiększony przy stanie zapalnym.
      Już wcześniejsze badania prowadzone na ludziach i zwierzętach pokazały, że ćwiczenia fizyczne pomagają zapobiegać negatywnym skutkom stanu zapalnego,jednak nie było wiadomo, jaką rolę w tym procesie odgrywają włókna mięśniowe, ani jak przebiega ich interakcja z molekułami takimi jak interferon gamma.
      W trakcie aktywności fizycznej w naszych organizmach zachodzi wiele procesów. Trudno jest wyizolować te systemy i komórki, by stwierdzić, co dokładnie robią w ciele ćwiczącej osoby, mówi Nenad Bursac, profesor inżynierii biomedycznej z Duke.
      Wykorzystujemy podczas badań modułową platformę mięśniową, co oznacza, że możemy mieszać i badać różne typy tkanek i komórek. W tym przypadku odkryliśmy, że podczas ćwiczeń fizycznych komórki mięśniowe na własną rękę prowadzą działania przeciwzapalne.
      Krótkoterminowa czyli ostra reakcja zapalna, to fizjologiczna odpowiedź na infekcję lub zranienie. To odpowiedź układu odpornościowego, która oczyszcza organizm z pozostałości uszkodzonych komórek i pozwala na odbudowę mięśni. Jednak układ odpornościowy może zadziałać nieprawidłowo i reakcja zapalna może się rozszerzyć lub też znacząco wydłużyć. To zaś prowadzi do uszkodzenia i osłabienia tkanek. Wiele chorób, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów czy sarkopenia dochodzi do utraty masy mięśniowej.
      Wiemy, że chroniczne choroby zapalne indukują atrofię mięśni. Chcieliśmy sprawdzić, czy ten sam proces będzie przebiegał w mięśniach hodowanych w laboratorium. Nie tylko potwierdziliśmy, że interferon gamma działa przede wszystkim za pośrednictwem specyficznego szlaku sygnałowego, ale wykazaliśmy, że komórki ćwiczących mięśni mogą bezpośrednio przeciwdziałać prozapalnemu szlakowi sygnałowemu, niezależnie od obecności innych typów tkanek czy komórek, mówi Zhaowei Chen, główny autor artykułu.
      Laboratorium Bursaca jest pierwszym, w którym udało się wyhodować kurczące się funkcjonalne ludzkie mięśnie szkieletowe na szalce Petriego. Naukowcy wciąż udoskonalają swoją platformę badawczą.
      Na potrzeby obecnych badań wyhodowane mięśnie poddano na 7 dni działaniu wysokich stężeń interferonu gamma. Jak się spodziewano, doszło do osłabienia mięśni i utraty ich masy. Następnie ponownie mięśnie poddano działaniu interferonu gamma, ale tym razem mięśnie stymulowano prądem, co powodowało, że się kurczyły, jak przy ćwiczeniach fizycznych. Naukowcy ku swojemu zdumieniu zauważyli, że w ogóle nie doszło do utraty masy mięśniowej ani ich osłabienia.
      To pierwsze badania, w czasie których przyjrzeliśmy się bezpośrednim i specyficznym skutkom oddziaływania interferonu gamma na funkcjonowanie ludzkich mięśni szkieletowych i wykazaliśmy istnienie nowego autonomicznego mechanizmu przeciwzapalnego w ćwiczących mięśniach, w który to mechanizm zaangażowany jest szlak sygnałowy JAK/STAT1, podsumowują autorzy badań.
      Podczas ćwiczeń komórki mięśniowe bezpośrednio przeciwdziałają sygnałom prozapalnym indukowanym przez interferon gamma. Tego się nie spodziewaliśmy, dodaje Bursac.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stan serca łatwo sprawdzić za pomocą prostego testu chodzenia po schodach, dowiadujemy się z badań, których wyniki przedstawiono podczas kongresu naukowego Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (ESC). Doktor Jesús Peteiro, kardiolog ze Szpitala Uniwersyteckiego w A Coruña w Hiszpanii mówi, że jeśli wspięcie się na cztery zestawy schodów, składające się w sumie z 60 stopni, zajmuje Ci więcej niż 1,5 minuty, to stan twojego serca nie jest optymalny i warto zgłosić się do lekarza.
      Peteiro prowadził badania, których celem było sprawdzenie związku pomiędzy codziennymi czynnościami, takimi jak wchodzenie po schodach, a wynikami testów laboratoryjnych badających stan serca. Chcieliśmy znaleźć prostą i tanią metodę oceny stanu zdrowia serca. To ułatwiłoby lekarzom wychwycić pacjentów, których trzeba skierować na dalsze badania, mówi uczony.
      W badaniach wzięło udział 165 pacjentów skierowanych na próby wysiłkowe, o których wiadomo było, że albo cierpią na chorobę niedokrwienną serca, albo występują u nich objawy wskazujące na to schorzenie.
      Uczestnicy badań spacerowali bądź biegali na bieżni. Tempo stopniowo zwiększano, a ćwiczenie prowadzono do utraty tchu. Oceniano w ten sposób ich ekwiwalent metaboliczny (MET). Następnie po odpoczynku trwającym 15–20 minut badani mieli w szybkim tempie bez zatrzymywania się wejść na cztery zestawy schodów (w sumie 60 stopni). Nie mogli przy tym biec. Mierzono czas przejścia schodów.
      Następnie naukowcy analizowali związek pomiędzy MET a czasem wejścia na schody. Okazało się, że osoby, które pokonywały schody w czasie krótszym niż 40–45 sekund to osoby, których MET wynosił powyżej 9–10. Z wcześniejszych badań wiemy zaś, że uzyskanie wyniku 10MET jest powiązane z niskim ryzykiem zgonu, wynoszącym nie więcej niż 1% w ciągu roku i nie więcej niż 10% w ciągu 10 lat. W kolei osoby, które na przebycie wspomnianych schodów potrzebowały co najmniej 1,5 minuty, to ludzie, którzy osiągnęli wynik niższy niż 8MET, a to oznacza, że w ich przypadku ryzyko zgonu w ciągu roku wynosi 2–4%, a w ciągu 10 lat jest to 30%.
      Co więcej, podczas testu wysiłkowego na bieżni naukowcy obrazowali na bieżąco serca badanych. Również i te wyniki porównano z „testem schodów” i okazało się, że 58% osób, które na pokonanie schodów potrzebowały więcej niż 1,5 minuty miało nieprawidłowo działające serce. Podobne zjawisko zauważono u 32% osób, które potrzebowały mniej niż 1,5 minuty na wejście po schodach.
      Peteiro mówi, że uzyskane wyniki można przełożyć na całą populację, nie tylko na osoby, z niepokojącymi objawami ze strony serca. Co więcej, w przypadku osób bez objawów, ryzyko zgonu jest mniejsze niż u osób z objawami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Analizy badań EPIC-Oxford sugerują, że weganie, wegetarianie oraz osoby, które z mięsa jedzą wyłącznie mięso ryb, są bardziej narażeni na złamania kości niż osoby jedzące mięso. Ryzyko takie jest szczególnie widoczne w przypadku wegan, którzy narażeni są na zwiększone prawdopodobieństwo złamania wszelkich kości, w tym kości nóg czy kręgosłupa. Ponadto weganie, wegetarianie i osoby jedzące tylko mięso ryb są szczególnie narażeni na złamania biodra.
      We wszystkich wymienionych przypadkach ryzyko złamań było mniejsze, gdy uczestnicy badań mieli większą masę ciała i przyjmowali więcej wapnia oraz białka. To sugeruje, że zwiększone ryzyko złamań w porównaniu z osobami jedzącymi mięso jest spowodowane faktem, iż osoby nie jedzące mięsa są zwykle szczuplejsze, zatem ich kości nie są tak dobrze chronione przez mięśnie i tłuszcz, a poza tym przyjmują mniej białka i wapnia, co negatywnie wpływa na wytrzymałość kości. Nie zauważono także, by osoby nie jedzące mięsa lub jedzące tylko ryby były narażone na większe ryzyko złamań nadgarstka, kostki lub ramienia.
      Główna autorka badań, doktor Tammy Tong z Oxford University mówi: To pierwsze tak szeroko zakrojone badania na temat ryzyka złamań u osób stosujących różną dietę. Okryliśmy, że w przypadku wegan ryzyko złamań kości jest wyższe o niemal 20 przypadków na 1000 osób w przeciągu 10 lat w porównaniu z osobami jedzącymi mięso. Najwyższe ryzyko występuje w przypadku złamań biodra. Tutaj jest ono u wegan 2,3 raza wyższe niż u jedzących mięso, co odpowiada 15 dodatkowym przypadkom na 1000 osób na 10 lat.
      Badania EPIC-Oxford prowadzone były w latach 1993–2001 na niemal 55 000 brytyjskich kobiet i mężczyzn. Autorzy najnowszych badań śledzili losy tych osób roku 2016. W tym czasie doszło do niemal 4000 złamań kości.
      O ile zwiększenie ryzyka dla całej badanej grupy nie jest zbyt wysokie, w końcu to około 20 dodatkowych przypadków na 1000 osób w ciągu 10 lat, to szczególną uwagę należałoby zwrócić na osoby starsze. Wtedy to ryzyko złamań rośnie, a same złamania są bardziej niebezpieczne. Dlatego tego weganie i wegetarianie powinni zwracać szczególną uwagę na zdrowie kości. Jest mało prawdopodobne, by bez przyjmowania suplementów weganie mieli w diecie odpowiednią ilość wapnia, mówi doktor Tong. Uczona zwraca też uwagę, że obecnie sytuacja wegetarian może być lepsza, gdyż w latach 90. producenci mleka rzadziej wzbogacali go wapniem.
      Heather Russel, dietetyk z brytyjskiego Vegan Society mówi: Z pewnością możliwe jest zadbanie o kości w dobrze zaplanowanej wegańskiej diecie. Ale ludzie potrzebują informacji, by dokonywać odpowiednich wyborów.
      Szczegóły badań opublikowano w BMC Medicine.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od ponad 40 lat naukowcy przypuszczali, że w naszych organizmach istnieją „metabolony”, zgrupowania enzymów, ułatwiające przeprowadzanie różnych procesów w komórkach. Teraz naukowcom z Penn State jako pierwszym udało się zaobserwować metabolony. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się nowych terapii przeciwnowotworowych.
      Uczeni z Pennsylvania State University połączyli spektrometrię mas z nowatorską metodą obrazowania i obserwowali metabolony zaangażowane w tworzenie puryn. Nasze badania wskazują, że enzymy, nie są przypadkowo rozmieszczone w komórkach, ale występują w formie klastrów, czyli metabolonów, które spełniają konkretne funkcje metaboliczne. Nie tylko dowiedliśmy, że metabolony istnieją, ale odkryliśmy również, że ten konkretny metabolon występuje w pobliżu mitochondriów komórek nowotworowych, mówi profesor Stephen Benkovic.
      Uczeni poszukiwali metabolonu, nazwanego „purynosomem”, o którym sądzono, że przeprowadza syntezę puryn de novo. To proce, w którym powstają puryny, tworzące DNA i RNA. Poszukiwania prowadzono w komórkach HeLa. To linia komórkowa z komórek raka szyjki macicy, pobranych w 1951 roku od Henrietty Lacks. To jedne z najważniejszych linii komórkowych w badaniach medycznych. Uważane są za „nieśmiertelne”, gdyż mogą rozmnażać się w nieskończoność.
      Wykazaliśmy, że szlak biosyntezy puryn de novo (DNPB) jest przeprowadzany przez purynosomy składające się z co najmniej 9 enzymówi działających synergicznie, dzięki czemu ich całkowita aktywność wzrasta co najmniej 7-krotnie, wyjaśnia profesor Vidhi Pareek.
      Purynosomy, o średnicy mniejszej niż mikrometr, zostały zobrazowane za pomocą nowatorskiej technologii opracowanej przez profesora Nicholasa Winograda. Technika wykorzystuje spektrometrię mas jonów wtórnych z profilowaniem wiązką klastrów jonów (GCIB-SIMS) w celu wykrycia biomolekuł i pozwala na chemiczne obrazowanie pojedynczej komórki. To niezwykle istotne, gdyż mamy tu do czynienia z bardzo małą koncentracją molekuł w indywidualnych komórkach nowotworowych, wyjaśnia profesor Hua Tian.
      Profesor Winograd, który od 35 lat pracuje nad rozwojem nowych technik obrazowania, pozwalających na uzyskanie informacji o procesach chemicznych toczących się wewnątrz pojedynczej komórki, stwierdził: Teraz, pod koniec mojej kariery naukowej w końcu mogę zobaczyć, jak ta technika ujawnia obecność purynosomów i, być może w następnym etapie badań, będziemy mogli obserwować, który z leków przeciwnotoworowych wnika do purynosomów, gdzie może być najbardziej skuteczny.
      Bardzo ważnym spostrzeżeniem jest odkrycie, że niewielka odległość między purynosomami a mitochondriami wywołuje efekt tunelowania i ułatwia wykorzystanie substratów generowanych w mitochondriach w procese syntezy puryn.
      Nasze eksperymenty pokazały, że efektywność biosyntezy puryn de nowo jest zwiększona dzięki tunelowaniu, a obecność purynosomów w pobliżu mitochondriów jest bardzo ważna dla tego procesu. To odkrycie otwiera drzwi do badań nad nową klasą leków przeciwnowotworowych, na przykład molekuły, która oddalałaby purynosomy od mitochondriów, stwierdza Benkovic.
      Odkrycie szczegółowo opisano na łamach Science.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) i Wydziału Medycyny Indiana University poinformowali, że zwiększenie dostaw energii do uszkodzonego rdzenia kręgowego myszy może pomóc w ponownym wzroście aksonów i w odzyskaniu części funkcji motorycznych.
      Regeneracja aksonów w centralnym układzie nerwowym to proces bardzo wymagający pod względem energetycznym. Uraz zewnętrzny i wewnętrzne ograniczenia prowadzą do kryzysu energetycznego w uszkodzonych aksonach, przez co rodzi się pytanie, jak deficyty energii wpływają na możliwości regeneracyjne. W naszych badaniach zauważyliśmy, że zwiększenie aksonalnego transportu mitochondrialnego poprzez usunięcie syntafiliny prowadziło do przywrócenia, utraconej w wyniku urazu, polarności błony mitochondrialnej, napisali autorzy badań. Syntafilina jest białkiem wspomagającym przyleganie mitochondriów do cytoszkieletu wewnątrz aksonów. Już z wcześniejszych badań wiemy, że usunięcie syntafiliny powoduje, iż mitochondria poruszają się szybciej.
      Wykorzystaliśmy trzy modele mysie uszkodzenia centralnego układu nerwowego. Wykazaliśmy za ich pomocą, że u myszy pozbawionych syntafiliny dochodzi do lepszej regeneracji drogi korowo-rdzeniowej przebiegającej przez miejsce urazu kręgosłupa, przyspieszonego odrastania aksonów w miejscu urazu oraz szybszego kompensacyjnego rozprzestrzeniania się aksonów w nieuszkodzonych fragmentach drogi korowo-rdzeniowej. Co istotne, zregenerowane aksony drogi korowo-rdzeniowej tworzą funkcjonujące synapsy i wspomagają odzyskanie fukcji motorycznych, stwierdzają autorzy badań.
      Doktor Zu-Hang Sheng z NIH, jeden z głównych autorów studium, powiedział, że jego zespół jest pierwszym, który wykazał, że w wyniku uszkodzenia rdzenia kręgowego dochodzi do kryzysu energetycznego, który jest bezpośrednio powiązany z ograniczeniem zdolności aksonów do regeneracji.
      Molekuły ATP, odgrywające kluczową rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie energii, są wytwarzane w mitochondriach. Gdy dochodzi do uszkodzenia aksonów, zwykle też uszkodzone zostają mitochondria, co poważnie zakłóca produkcję ATP w uszkodzonych nerwach. Naprawa nerwów wymaga znacznych ilości energii. Wysunęliśmy hipotezę, że pourazowe uszkodzenie mitochondriów znacznie ogranicza dostawy ATP i to właśnie ten kryzys energetyczny uniemożliwia odrastanie i naprawę aksonów, wyjaśnia Sheng. Dodatkowym problemem jest fakt, że w dojrzałych nerwach mitochondria są zakotwiczone w aksonach, przez co, gdy dochodzi do ich uszkodzenia, trudno jest wymienić je na nieuszkodzone, co tylko zwiększa kryzys energetyczny.
      Dlatego też Sheng i jego zespół, bazując na swoich wcześniejszych pracach z myszami pozbawionymi syntafiliny, zaczęli przypuszczać, że zwiększenie transportu mitochondriów pozwoli na zastąpienie uszkodzonych nieuszkodzonymi.
      Ich hipotezy wydają się sprawdzać, przynajmniej na myszach. U zwierząt pozbawionych syntafiliny zaobserwowano bowiem znacznie większe odrastanie aksonów w miejscu uszkodzenia, niż w grupie kontrolnej. Okazało się też, że prowadziło to do poprawy funkcji motorycznych.
      Na kolejnym etapie badań myszom podawano kreatynę, która zwiększa produkcję ATP. W obu grupach myszy – grupie pozbawionej syntafiliny oraz grupie kontrolnej – zaobserwowano zwiększoną regenerację aksonów po podaniu tego środka w porównaniu z grupą, która otrzymywała placebo. Jednak w grupie pozbawionej syntafiliny regeneracja była silniejsza.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...