Naučnici pronašli bezbedniji način da ćelije sagorevaju više kalorija

Naučnici su možda otkrili bezbedniji način da podstaknu ćelije da sagorevaju više kalorija — povećavanjem toplote u našim ćelijskim proizvođačima energije.

Istraživači su razvili eksperimentalna jedinjenja koja podstiču ćelije da sagorevaju više kalorija putem pažljivog podešavanja načina na koji mitohondrije proizvode energiju. Starije verzije ovih hemikalija su nekad korišćene za mršavljenje — ali su bile zabranjene kao smrtonosne.

Preporučujemo

Novi pristup precizno podešava funkciju, omogućavajući ćelijama da bezbedno sagorevaju višak goriva. Ako bude uspešno, ovo bi moglo otvoriti put za nove tretmane gojaznosti sa dodatnim zdravstvenim koristima.

Nova klasa eksperimentalnih lekova podstiče ćelije da troše više energije putem nežnog „razdvajanja” njihovih mitohondrija. Za razliku od opasnih lekova za mršavljenje iz prošlosti, ovi molekuli su dizajnirani da pojačaju metabolizam bez oštećenja ćelija.

Naučnici su razvili eksperimentalna jedinjenja koja podstiču mitohondrije unutar ćelija da koriste više energije i sagorevaju dodatne kalorije. Ovo rano istraživanje ukazuje na mogući novi pravac u lečenju gojaznosti, istovremeno podržavajući bolje metaboličko zdravlje.

Gojaznost pogađa ljude širom sveta i povećava rizik od ozbiljnih stanja kao što su dijabetes i rak. Mnogi trenutni medikamenti za mršavljenje zahtevaju injekcije i mogu izazvati neželjene sporedne efekte. Bezbedniji metod za povećanje potrošnje kalorija bi stoga mogao doneti velike koristi javnom zdravlju.

Istraživački tim sa Univerziteta za tehnologiju u Sidneju i Memorijalnog univerziteta Njufaundlenda u Kanadi fokusirao se na jedinjenja poznata kao „mitohondrijski razdvajači“. Ovi molekuli uzrokuju da ćelije manje efikasno koriste gorivo, oslobađajući deo te energije u obliku toplote umesto da je pretvore u korisnu snagu.

„Mitohondrije se često nazivaju ćelijskim proizvođačima energije. One pretvaraju hranu koju jedemo u hemijsku energiju – ATP ili adenozin-trifosfat. Mitohondrijski razdvajači remete ovaj proces, podstičući ćelije da troše više masti kako bi zadovoljile svoje energetske potrebe“, kažu istraživači, poredeći taj proces sa hidroelektičnim sistemom.

„To je kao brana hidroelektrane. Normalno, voda iz brane teče kroz turbine radi proizvodnje električne energije. Razdvajači funkcionišu kao rupa u brani, dopuštajući da deo energije zaobiđe turbine i izgubi se kao toplota, umesto proizvodnje korisne energije“.

Opasna istorija hemikalija za mršavljenje

Supstance koje ometaju mitohondrijsku proizvodnju energije su prvi put identifikovane pre oko sto godina. Međutim, najranije verzije su bile vrlo opasne i izazivale su jako pregrevanje koje je moglo biti smrtonosno.

„Tokom Prvog svetskog rata, radnici u fabrikama municije u Francuskoj gubili su težinu, imali visoke temperature i neki su umrli. Naučnici su otkrili da je to uzrokovala hemikalija koja je korišćena u fabrici, zvana 2,4-dinitrofenol ili DNP“, kažu istraživači.

„DNP ometa mitohondrijsku proizvodnju energije i pojačava metabolizam. Tokom 1930-ih je kratko bio na tržištu kao jedan od prvih lekova za mršavljenje. Bio je izuzetno efikasan, ali je na kraju zabranjen zbog ozbiljnih toksičnih efekata. Doza potrebna za mršavljenje i smrtonosna doza su opasno blizu“.

U novoj studiji, istraživači su pokušali da prevaziđu ove rizike stvaranjem bezbednijih verzija, poznatih kao „blagi“ mitohondrijski razdvajači. Pažljivo su menjali hemijsku strukturu eksperimentalnih molekula, što je omogućilo da kontrolišu koliko jako se povećava potrošnja energije u ćelijama.

Neki od ovih eksperimentalnih lekova uspešno su povećali mitohondrijsku aktivnost bez oštećenja ćelija ili ometanja proizvodnje ATP-a. Drugi su se ponašali više poput starijih toksičnih jedinjenja, proizvodeći opasne nivoe razdvajanja.

Upoređujući ove ishode, istraživači su mogli da utvrde zašto se bezbedniji molekuli ponašaju drugačije. Blagi mitohondrijski razdvajači usporavaju proces na nivo koji ćelije mogu da podnesu, smanjujući rizik od štetnih nuspojava.

Izgleda da blagi mitohondrijski razdvajači takođe smanjuju oksidativni stres unutar ćelija. Ovo smanjenje može doprineti zdravijem metabolizmu, usporiti određene procese povezane sa starenjem i pomoći u zaštiti od neurodegenerativnih stanja kao što je demencija.

Iako je istraživanje još u ranom stadijumu, ovi nalazi daju smernice za razvoj nove generacije lekova. Budući tretmani mogli bi da iskoriste prednosti blagog mitohondrijskog razdvajanja, izbegavajući opasnosti koje su pratile ranije pristupe.

(Telegraf Nauka/Science Daily)