آخرین مطالب

چگونه چاقی به متابولیسم ماهیچه های اسکلتی آسیب می رساند —


کاهش متابولیسم و ​​استقامت عضلات اسکلتی معمولاً در بیماران چاق مشاهده می شود، اما مکانیسم اصلی آن به خوبی درک نشده است. یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر چی بون CHAN، استادیار دانشکده علوم زیستی، دانشکده علوم، دانشگاه هنگ کنگ (HKU)، مکانیسم جدیدی را برای توضیح اینکه چگونه چاقی عملکرد ماهیچه های اسکلتی را به خطر می اندازد و یک درمان بالقوه ارائه می کند، کشف می کند. در برابر بیماری یافته های این تحقیق اخیرا در مجله علمی معتبر دنیا منتشر شده است خویشتن خواری.

چاقی یک اختلال متابولیک با شیوع روزافزون در جامعه مدرن است. از دهه 1970، تعداد افراد چاق در جهان سه برابر شده و در سال 2016 به 650 میلیون نفر (حدود 13 درصد از کل جمعیت جهان) رسیده است. فشار خون بالا، بیماری های کبد چرب و آترواسکلروز. متابولیسم چربی در ماهیچه های اسکلتی بیماران چاق کندتر از افراد سالم است، که دانشمندان معتقدند این متابولیسم نتیجه عملکردهای غیر طبیعی در میتوکندری ها (نیروگاه های سلولی است که مواد مغذی را به انرژی بیولوژیکی تبدیل می کند). با این حال، اینکه چاقی چگونه فعالیت میتوکندری را مختل می کند، یک سوال طولانی مدت است که حل نشده است.

برای مطالعه تأثیرات عملکردی چاقی بر عضله اسکلتی، تیم دکتر چان با حذف ژن عامل نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) به طور انحصاری در عضله اسکلتی، مدل موش چاق شده خاصی را توسعه دادند. BDNF در اصل به عنوان یک عامل رشد مهم برای حفظ بقا و فعالیت نورون ها شناخته می شود. مطالعات اخیر پیشنهاد کرده اند که BDNF نیز یک پروتئین ترشح شده از ماهیچه (یعنی میوکین) است، اما اهمیت فیزیولوژیکی آن ناشناخته است.

برای اولین بار، تیم دکتر چان دریافتند که چاقی میزان BDNF را در عضله اسکلتی موش کاهش می دهد. آنها همچنین مشاهده کردند که موش‌های فاقد BDNF در ماهیچه‌های خود، به نام «MBKO» (ناکاوت BDNF خاص عضلانی)، هنگامی که حیوانات با رژیم غذایی پرچرب تغذیه می‌شدند، وزن بیشتری به دست آوردند و مقاومت شدیدتری نسبت به انسولین داشتند. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی دریافتند که موش‌های MBKO نسبت به گروه کنترل خود انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

با استفاده از تعدادی تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی، بافت شناسی، متابولومیک و مولکولی، تیم تحقیقاتی نشان داد که میتوکندری در عضله موش‌های MBKO قادر به بازیافت نیست و منجر به تجمع میتوکندری‌های آسیب‌دیده در بافت‌ها می‌شود. در نتیجه، متابولیسم لیپید در عضله موش‌های MBKO به تأخیر افتاده بود و باعث می‌شود تجمع چربی بیشتر در حساسیت به انسولین اختلال ایجاد کند.

دکتر چان گفت: واضح است که BDNF مشتق شده از ماهیچه یک پروتئین کنترل وزن با افزایش مصرف انرژی و حفظ حساسیت به انسولین است.

دکتر چان گفت: “BDNF برای مدت طولانی به عنوان یک پپتید موضعی در مغز در نظر گرفته می شود و اهمیت آن در بافت های محیطی دست کم گرفته شده است. مطالعه ما بینش جدیدی در این زمینه ارائه می دهد و امیدواریم بتوانیم با استفاده از موش های MBKO خود عملکردهای بیشتری از این میوکین را باز کنیم.” بیشتر اضافه شد.

علاوه بر مطالعات حیوانی، تیم دکتر چان همچنین از مدل‌های سلولی کشت‌شده برای مشخص کردن مکانیسم مولکولی چرخش میتوکندری معیوب در سلول‌های عضلانی فاقد BDNF استفاده کردند. آنها دریافتند که BDNF ترشح شده توسط ماهیچه ها از پروتئین کیناز فعال شده با AMPK، حسگر انرژی شناخته شده در سلول ها، برای راه اندازی مسیر پارکین/PINK1 برای القای میتوفاژی (یک مکانیسم بسیار تنظیم شده برای بازیافت مواد در سلول ها در پاسخ به چالش های مختلف) استفاده می کند. در ماهیچه های اسکلتی

برای گسترش این یافته ها به کاربردهای درمانی، تیم تحقیقاتی بیشتر آزمایش کردند که آیا بازیابی سیگنال BDNF در عضله می تواند آسیب میتوکندریایی ناشی از چاقی را نجات دهد یا خیر. آنها موش های چاق را با 7،8-دی هیدروکسی فلاون تغذیه کردند، یک تقلید کننده طبیعی زیستی BDNF در گیاهان (موجود در برگ Godmania aesculifoliaیک گونه گیاهی در آمریکای جنوبی) که در حال حاضر در آزمایش‌های بالینی بیماری آلزایمر استفاده می‌شود و دریافته است که اختلال عملکرد میتوکندری ناشی از چاقی کاهش می‌یابد.

کار دکتر چان همراه با یافته های قبلی آنها مبنی بر اینکه 7,8-DHF یک عامل موثر در کاهش وزن بدن و بهبود حساسیت به انسولین در موش های چاق است (Chem Biol 2015 22: 355-369؛ Metabolism 2018 87: 113-122) است. توضیح جدیدی در مورد ماهیت مضر چاقی و نشان می دهد که تقویت کننده سیگنال BDNF مانند 7,8-DHF یک داروی بالقوه برای درمان چاقی در انسان است.

این کار توسط شورای کمک هزینه تحقیقاتی هنگ کنگ، صندوق تحقیقات بهداشتی و پزشکی و صندوق بذر HKU برای تحقیقات اساسی حمایت شده است.