30% απώλεια βάρους σε μια εβδομάδα; Ο μεταβολικός «διακόπτης» (που μόλις ανακάλυψαν οι επιστήμονες)
Η στέρηση της κυστεΐνης προκαλεί ταχεία απώλεια βάρους.
Σε μια εντυπωσιακή νέα μελέτη, ποντίκια που τροποποιήθηκαν γενετικά ώστε να σταματήσουν να παράγουν το αμινοξύ κυστεΐνη και στη συνέχεια τράφηκαν με δίαιτα χωρίς κυστεΐνη, έχασαν το 30% του σωματικού τους βάρους σε μόλις μία εβδομάδα.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στις 21 Μαΐου στο περιοδικό Nature, δείχνει ότι η εξάντληση της κυστεΐνης προκαλεί χάος στον μεταβολισμό του οργανισμού. Χωρίς αυτό το απαραίτητο αμινοξύ, τα κύτταρα των ποντικών δεν μπορούσαν πλέον να μετατρέπουν αποτελεσματικά την τροφή σε ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, ο οργανισμός τους άρχισε να καίει τα αποθέματα λίπους με ταχύ ρυθμό, σε μια απεγνωσμένη προσπάθεια να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες.
Did you know? Το 40%-75% του βάρους μας οφείλεται στο DNA μας
Πότε ζυγιζόμαστε; Και πόσο συχνά πρέπει να ανεβαίνουμε στη ζυγαριά;
Η μελέτη, που διεξήχθη από ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Grossman του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, ρίχνει φως στον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα επεξεργάζονται πηγές καυσίμων όπως οι υδατάνθρακες και τα λίπη. Επισημαίνει επίσης τον κεντρικό ρόλο ενός μικρού μορίου που ονομάζεται συνένζυμο Α (CoA). Όταν τα επίπεδα της κυστεΐνης μειώθηκαν, τα επίπεδα του CoA έπεσαν επίσης κατακόρυφα, παραλύοντας τον κυτταρικό μηχανισμό που απαιτείται για τη μετατροπή της τροφής σε ενέργεια.
Το CoA συμμετέχει σε πάνω από 100 μεταβολικές αντιδράσεις και συνεργάζεται με περίπου το 4% όλων των ενζύμων του σώματος. Μέχρι τώρα, ήταν δύσκολο να μελετηθεί άμεσα, επειδή τα ποντίκια με ελαττωματική παραγωγή CoA συνήθως δεν επιβιώνουν μετά τη βρεφική ηλικία. Ωστόσο, η έρευνα αυτή προσφέρει την πρώτη λεπτομερή εικόνα του τρόπου λειτουργίας του CoA σε ενήλικα ποντίκια και του τι συμβαίνει όταν δεν λειτουργεί σωστά.
Μια θεμελιώδης αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το μεταβολισμό
«Τα εκπληκτικά ευρήματά μας αποκαλύπτουν ότι τα χαμηλά επίπεδα κυστεΐνης προκάλεσαν ταχεία απώλεια λίπους στα ποντίκια της μελέτης, ενεργοποιώντας ένα δίκτυο αλληλοσυνδεόμενων βιολογικών οδών», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Evgeny Nudler, PhD, καθηγητής Julie Wilson Anderson στο Τμήμα Βιοχημείας και Μοριακής Φαρμακολογίας της Ιατρικής Σχολής Grossman του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης και ερευνητής στο Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes.
«Ενώ η προώθηση της απώλειας βάρους στην κλινική παραμένει μια βασική μελλοντική αποστολή, αυτή τη στιγμή είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι για τις βαθιές, θεμελιώδεις πτυχές του μεταβολισμού που αποκαλύφθηκαν σε αυτή τη μελέτη», πρόσθεσε ο Δρ Nudler.
Οι συγγραφείς προειδοποιούν ότι τα τρέχοντα ευρήματα δεν υποδηλώνουν άμεσα μια νέα προσέγγιση για την απώλεια βάρους, καθώς η κυστεΐνη βρίσκεται σε σχεδόν όλα τα τρόφιμα. Η επίτευξη μιας πραγματικά ελεύθερης από την κυστεΐνη διατροφής θα απαιτούσε από τους ασθενείς να καταναλώνουν ένα ειδικά παρασκευασμένο διάλυμα, κάτι που θα ήταν δύσκολο για τους περισσότερους. Επιπλέον, επειδή η κυστεΐνη εμπλέκεται σε πολλές κυτταρικές οδούς, η εξάλειψή της, για παράδειγμα μέσω ενός φαρμάκου που αναστέλλει την παραγωγή κυστεΐνης, θα μπορούσε να κάνει τα όργανα πιο ευάλωτα στις καθημερινές τοξίνες.
Διατροφή βασισμένη σε φυτικά προϊόντα και πρόσληψη θειούχων αμινοξέων
Ωστόσο, οι συγγραφείς της μελέτης αναφέρουν ότι αξίζει να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι τα φρούτα, τα λαχανικά και τα όσπρια περιέχουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα κυστεΐνης και του προδρόμου της, του θειούχου αμινοξέος μεθειονίνη, σε σύγκριση με το κόκκινο κρέας. Ενώ προηγούμενες μελέτες έχουν συνδέσει τη χαμηλή πρόσληψη θειούχων αμινοξέων με οφέλη για την υγεία, η παρούσα μελέτη διευκρινίζει ότι τα οφέλη αυτά οφείλονται συγκεκριμένα στην εξάντληση της κυστεΐνης και όχι στον περιορισμό της μεθειονίνης.
«Δεδομένου ότι η επίτευξη της μέγιστης απώλειας βάρους λόγω έλλειψης κυστεΐνης στα ποντίκια εξαρτάται τόσο από τη διατροφή όσο και από τη διαγραφή του γονιδίου, μπορούμε πλέον να αποκαταστήσουμε γενετικά την παραγωγή κυστεΐνης σε συγκεκριμένα κύτταρα ή ιστούς και να προσδιορίσουμε το ρόλο του καθενός στην δραματική απώλεια βάρους που παρατηρήσαμε», δήλωσε ο συγγραφέας Dan L. Littman, MD, PhD, καθηγητής Μοριακής Ανοσολογίας στο Τμήμα Παθολογίας και καθηγητής στο Τμήμα Κυτταρικής Βιολογίας της Ιατρικής Σχολής Grossman του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης.
«Ελπίζουμε στο μέλλον να εκμεταλλευτούμε μέρη αυτής της διαδικασίας για να προκαλέσουμε παρόμοια απώλεια βάρους στους ανθρώπους, χωρίς όμως να αφαιρέσουμε εντελώς την κυστεΐνη», πρόσθεσε ο Δρ Littman, ο οποίος είναι επίσης ερευνητής στο Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes.
Τα απαραίτητα αμινοξέα
Η μελέτη είναι η πρώτη που εξετάζει τα αποτελέσματα της απομάκρυνσης της κυστεΐνης ή οποιουδήποτε από τα εννέα απαραίτητα αμινοξέα, τα οποία πρέπει να λαμβάνονται μέσω της διατροφής και είναι απαραίτητα για την κατασκευή των πρωτεϊνών που αποτελούν τα περισσότερα ένζυμα, ιστούς και μόρια σηματοδότησης του σώματος. Τα ευρήματα αποκάλυψαν ότι η απομάκρυνση της κυστεΐνης από το σώμα των θηλαστικών οδήγησε σε πολύ μεγαλύτερη απώλεια βάρους από την απομάκρυνση οποιουδήποτε άλλου απαραίτητου αμινοξέος.
Συγκεκριμένα, η στέρηση της κυστεΐνης διαταράσσει την οξειδωτική φωσφορυλίωση, τη βασική διαδικασία παραγωγής τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), του μορίου που χρησιμεύει ως ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι γνωστό ότι εξαρτάται στενά από το CoA. Ως αποτέλεσμα, τα ενδιάμεσα μόρια που προέρχονται από τη ζάχαρη, όπως το πυρουβικό, το οροτικό, το κιτρικό και το ακετογλουταρικό, δεν χρησιμοποιούνταν πλέον αποτελεσματικά και αντίθετα χάνονταν στα ούρα. Σε απάντηση, ο οργανισμός στράφηκε στα αποθηκευμένα λιπίδια (λίπη) για να παράγει ενέργεια.
Οι κυτταρικές αντιδράσεις στο στρες ενισχύουν την απώλεια λίπους
Επιπλέον, η ομάδα ανακάλυψε ότι η περιορισμένη πρόσληψη κυστεΐνης ενεργοποιεί τόσο την ολοκληρωμένη αντίδραση στο στρες (ISR), ένα δίκτυο σηματοδότησης που αποκαθιστά την κυτταρική ισορροπία μετά από στρες, όσο και την οξειδωτική αντίδραση στο στρες (OSR), η οποία ενεργοποιείται από τα υψηλότερα επίπεδα αντιδραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) μετά την εξάντληση της γλουταθειόνης, του κύριου αντιοξειδωτικού του οργανισμού. Τα ROS μπορούν να οξειδώσουν (να αφαιρέσουν ηλεκτρόνια) και να βλάψουν ευαίσθητα μέρη των κυττάρων, όπως το DNA.
Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η ταυτόχρονη ενεργοποίηση της ISR και της OSR, που είχε παρατηρηθεί προηγουμένως μόνο σε καρκινικά κύτταρα, αποδείχθηκε ότι συμβαίνει σε φυσιολογικούς ιστούς ποντικών της ομάδας με περιορισμό της κυστεΐνης, με τις δύο αντιδράσεις στο στρες να ενισχύουν η μία την άλλη.
Η μελέτη δείχνει επίσης ότι η ISR και η OSR, που δρουν ανεξάρτητα από την εξάντληση του CoA, αυξάνουν την παραγωγή της ορμόνης στρες GDF15, η οποία συμβάλλει στην αποστροφή από τα τρόφιμα και στην αποικοδόμηση της ακετυλο-CoA-καρβοξυλάσης, ενός βασικού ενζύμου στη σύνθεση των λιπιδίων. Αυτή η αυξημένη απώλεια βάρους αυξήθηκε περαιτέρω στα ποντίκια της μελέτης, εμποδίζοντας την αναπλήρωση των αποθεμάτων λίπους τους.
Από την έρευνα: «Unravelling cysteine-deficiency-associated rapid weight loss»
Bloggers
