Ученые определили, что определенный ген играет роль в реакции набора веса на диету с высоким содержанием жиров. Результаты исследования на животных показывают, что блокирование этого гена однажды может стать терапевтической стратегией для снижения ожирения, связанного с диетой, и связанных с ним расстройств, таких как диабет и повреждение печени, у людей.
Исследователи обнаружили, что диета, богатая жирами, индуцирует выработку этого гена, называемого протеинкиназой C бета (PKC beta), в жировых клетках мышей. Эти мыши быстро набирали вес, соблюдая диету с высоким содержанием жиров в течение 12 недель.
С другой стороны, мыши, генетически модифицированные с отсутствием бета-PKC, набрали относительно небольшой вес и продемонстрировали минимальные последствия для здоровья после того, как ели ту же диету с высоким содержанием жиров.
Сравнивая эффекты диеты с высоким содержанием жиров и обычной диеты, ученые обнаружили, что мыши, получавшие диету с высоким содержанием жиров, вырабатывали больше PKC бета в своей жировой ткани, чем мыши, соблюдающие обычную диету.
"Итак, теперь мы знаем, что этот ген индуцируется диетой с высоким содержанием жиров в жировых клетках, а дефицит этого гена приводит к устойчивости к ожирению, вызванному жиром, и связанной с ним резистентности к инсулину и повреждению печени," сказал Камал Мехта, старший автор исследования и профессор молекулярной и клеточной биохимии Медицинского колледжа Университета штата Огайо.
"Возможно, диета с высоким содержанием жиров является сигналом для тела, чтобы накапливать больше жира. А когда этого гена нет, накопление жира не может происходить."
Хотя полный механизм остается неизвестным, исследования, проведенные на сегодняшний день, показывают, что мыши, лишенные этого гена, сжигают жир быстрее, чем если бы присутствовала бета-версия PKC, сказал Мехта.
Исследование доступно в Интернете в журнале Hepatology и планируется к публикации в печати.
Мехта и его коллеги ранее создали гибридную модель мыши путем скрещивания мышей, дефицитных по PKC beta, с черной мышью C57, обычным животным, используемым в исследованиях для изучения диабета и ожирения. Несмотря на предрасположенность к ожирению от их исходных генов, новые мыши похудели, съедая на 30 процентов больше еды, чем другие мыши.
В более раннем исследовании мыши ели обычную диету. В этом новом исследовании исследователи кормили мышей с бета-дефицитом PKC и нормальных мышей либо диетой, в которой 60 процентов калорий были получены из жиров (диета с высоким содержанием жиров), либо стандартной диетой, в которой 15 процентов калорий приходилось на жиры. В типичной американской диете около 40 процентов калорий получают из жиров.
Нормальные мыши на диете с высоким содержанием жиров показали прибавку в весе в течение трех недель, и эта тенденция сохранялась на протяжении 12-недельного исследования. Мыши с дефицитом бета PKC на той же диете набирали меньше веса, даже если казались очень голодными и потребляли больше калорий, чем нормальные мыши, то есть их меньшая масса тела не была результатом меньшего потребления пищи.
У животных, соблюдающих диету с высоким содержанием жиров, жировая ткань и печень у нормальных мышей были больше, чем у мышей с дефицитом бета PKC. Печень нормальных мышей была в среднем примерно на 50 процентов больше, чем печень мышей, лишенных этого гена. А белая жировая ткань – ткань, в которой экспрессируется PKC бета в результате диеты с высоким содержанием жиров – была почти в три раза тяжелее у нормальных мышей, чем у мышей с дефицитом PKC бета.
Мыши с дефицитом белка смогли вывести инсулин, чтобы регулировать уровень сахара в крови быстрее, чем нормальные мыши после диеты с высоким содержанием жиров, а это означает, что предотвращение ожирения также позволило им избежать развития инсулинорезистентности, связанной с диабетом, сказал Мехта, также исследователь в Научно-исследовательский институт сердца и легких Дэвиса штата Огайо.
"Ожирение приводит к повреждению печени и диабету. Таким образом, если мы сможем избавиться от ожирения, связанного с диетой с высоким содержанием жиров, мы сможем позаботиться и о большинстве связанных с ним расстройств," Мехта сказал.
Отдельный компонент текущего исследования также показал, что у мышей, сконструированных для ожирения, также было примерно на 500 процентов больше гена в своих жировых клетках, чем у нормальных мышей. Мехта и его коллеги собрали команду, в которую входят эндокринолог, бариатрический хирург и молекулярный биолог, чтобы исследовать жировую ткань человека у пациентов с ожирением и худыми, чтобы увидеть, повышены ли уровни PKC бета у людей с ожирением.
"Весьма вероятно, что этот ген может быть причиной предрасположенности к ожирению," он сказал.
Знание того, что ген реагирует на жировые клетки, важно для понимания того, как подавить его действие. Дальнейшие исследования будут включать удаление гена из жировых клеток у мышей, чтобы увидеть, имеют ли эти новые мыши такой же худощавый тип телосложения, как и мыши, у которых полностью отсутствует PKC бета по всему геному.
"Мы создаем больше моделей мышей, чтобы варьировать экспрессию этого гена и изучаем его влияние на ожирение и связанные с ним расстройства," Мехта сказал.
По словам Мехты, до сих пор модели мышей, в которых отсутствовал белок, не показали никаких повреждающих побочных эффектов, связанных с подавлением гена. Он предполагает, что бета-версия PKC может быть так называемой "бережливый" ген, оставшийся с тех времен, когда люди были охотниками-собирателями, когда организму нужно было сохранять жир для выживания.
Источник: Университет штата Огайо