Istraživački tim je identifikovao suštinski mehanizam u masnim ćelijama (adipocitima) koji im omogućava da se bezbedno uvećaju za skladištenje energije. Ovim procesom se izbegava oštećenje tkiva i štiti telo od toksičnih efekata nakupljanja molekula masti (lipida) na neodgovarajućim mestima.
Rezultati, objavljeni u Nature Communications, označavaju veliki napredak u razumevanju metaboličkih bolesti. Štaviše, ovo otkriće otvara vrata razvoju novih terapijskih strategija za borbu protiv bolesti povezanih sa hroničnim energetskim viškom, kao što su prekomerna težina, gojaznost, lipodistrofija i metabolički sindrom, i njihove ozbiljne kardiovaskularne i metaboličke komplikacije.
U modernim društvima, koje karakteriše sedentarni način života i visokokalorična ishrana, masno tkivo je ključna determinanta metaboličkog zdravlja. Adipociti se mogu uvećati da skladište energiju u obliku masti, sprečavajući da se višak lipida akumulira u organima poput jetre ili u zidu krvnih sudova (posebno u srcu i mozgu), gde bi mogli da izazovu nepopravljivu štetu.
Ipak, ovaj proces nije bez rizika. Kada su adipociti preopterećeni mastima, mogu da puknu, oslobađajući svoj toksični sadržaj i izazivajući upalu i metaboličke promene.
Studija Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) ispitala je kako se adipociti prilagođavaju da izdrže mehanički stres povezan sa njihovim širenjem kako bi se prilagodili višku masti.
Tim – na čelu sa profesorom Miguelom Anhelom del Pozo Barriusom, koji je na čelu grupe za mehanoadaptaciju i biologiju kaveola na CNIC-u – analizirao je ulogu kaveola, malih invaginacija u ćelijskoj membrani koje deluju kao senzori i amortizeri ovih stresova.
„Kada adipocit akumulira masnoću i njegova površina je pod povećanim zateznim naprezanjem, kaveole se spljoštavaju, oslobađajući ‘rezervoar’ membrane koja omogućava ćeliji da se uveća bez raspadanja. Suprotno tome, kada se rezerve masti smanje, ove strukture se ponovo grupišu kako bi smanjile višak membranu i vraćaju stabilnost ćelije“, objasnila je prva autorka studije dr Marija Aboj Pardal.
Osim što fizički štite adipocite, kaveole takođe igraju suštinsku ulogu u koordinaciji ćelijskog metabolizma. Profesor del Pozo Barijuzo je objasnio da tokom ekspanzije adipocita, „molekularne komponente ovih membranskih struktura putuju u druge ćelijske odeljke, prenoseći signale koji prilagođavaju metaboličku aktivnost da odgovara nivou energetskih rezervi. Ovaj kapacitet za internu komunikaciju čini kaveole ključnim elementima za efikasne kaveolarne funkcija.“
Međutim, kada su ove strukture odsutne ili neispravne, adipociti postaju rigidniji, podložniji pucanju i manje efikasni u skladištenju energije. Rezultat, dodao je dr Aboj Pardal, „je upalna reakcija koja ugrožava metaboličko zdravlje tela. Ovaj fenomen je povezan sa stanjima kao što je lipodistrofija, u kojoj telo ne može da skladišti masnoće, što dovodi do teških metaboličkih i kardiovaskularnih promena.“
CNIC studija naglašava ključnu ulogu caveolae proteina caveolin-1 (Cav-1). Da bi se kaveole pravilno spljoštile kao odgovor na fluktuacije mehaničke napetosti u ćelijskoj membrani, Cav-1 mora biti hemijski izmenjen dodavanjem fosforilne grupe specifičnoj amino kiselini, procesom koji se naziva fosforilacija.
Za ovu studiju, istraživači su razvili transgenog miša koji izražava genetski izmenjenu verziju Cav-1 koja se ne može fosforilizovati. Ovo čini adipocite nesposobnim da se pravilno prošire kao odgovor na mehaničku napetost koju stvara akumulacija lipida, ozbiljno ograničavajući njihov kapacitet za skladištenje energije i održavanje integriteta ćelije. Neuspeh ovog jednostavnog mehanizma na kraju dovodi do lipodistrofije i njenih teških posledica.
Dr del Pozo Barijuzo je zaključio: „Ovi rezultati nam daju bolje razumevanje o tome kako masno tkivo reaguje na mehaničke sile povezane sa viškom energije. U kontekstu gojaznosti i metaboličkog sindroma, ovaj zaštitni mehanizam je od suštinskog značaja za minimiziranje oštećenja organizma.“
