عدم تعادل الکترون ها در کبد ممکن است یک عامل خطر اصلی برای بسیاری از بیماریها باشد

28 مه 2020 - محققان بیمارستان عمومی ماساچوست از یک ارتباط غیرمنتظره بین عدم تعادل الکترون ها در سلولهای کبدی و بسیاری از مشکلات متابولیکی که خطر ابتلا به شرایطی مانند بیماری قلبی عروقی و بیماری کبد چرب را افزایش می دهد، پرده برداشتند.

این یافته ها که در مجله Nature منتشر گردید، اطلاعات ارزشمندی را در مورد پدیده ای موسوم به "استرس رداکتیو[1]" و چگونگی تأثیر ژنتیک و عوامل محیطی مانند رژیم غذایی بر این عامل خطر بیماری نو ظهور ارائه داده است.

استرس رداکتیو(کاهنده) هنگامی ایجاد می شود که در سلول ها تعداد بیش از حدی الکترون انباشته شود، الکترون ها در تولید انرژی نقشی اساسی دارند. دکتر Vamsi Mootha ، از گروه زیست شناسی مولکولی و نویسنده ی ارشد این مقاله می گوید: غذاهایی که می خوریم تمایل زیادی به تولید الکترون دارند، اما اگر عدم توازن بین عرضه و تقاضا برای آن الکترونها رخ دهد- بطور خاص منبع بیش از حدی از الکترونها وجود داشته باشد - می تواند سبب ایجاد استرس رداکتیو شود.

خوردن رژیم غذایی پرچرب و مصرف الکل می تواند باعث ایجاد استرس رداکتیو در سلولهای کبدی شود. در حالی که استرس رداکتیو با برخی از اختلالات ژنتیکی نادر شناخته شده به نام "بیماریهای میتوکندریایی" مرتبط است، نقش آن در بیماریهای شایع تر به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است.

پرفسور Russell Goodman ، نویسنده اصلی این مطالعه و هپاتولوژیست بر تیمی نظارت كرد كه آنزیم اصلاح شده ی ژنتیکی  LbNOX، را به كبد موش های آزمایشگاهی كه الكل به آنها داده شده بود، وارد کردند. گودمن گفت: الکل یک تن الکترون تولید می کند و این باعث ایجاد استرس رداکتیو زیادی می شود. با این حال آنزیم LbNOX مانع از ایجاد استرس رداکتیو در این موش ها می شود. این مطالعه نشان داد كه ما می توانیم از این ابزار ژنتیكی برای كنترل استرس رداکتیو در كبد استفاده كنیم.

محققان متابولیتی به نام آلفا-هیدروکسی بوتیرات را در خون شناسایی کردند که هنگام تجمع الکترون ها در سلولهای کبدی افزایش می یابد. این موضوع محققان را مجذوب خود کرد، زیرا میزان آلفا-هیدروکسی بوتیرات با مقاومت به انسولین-، یک عامل خطر برای دیابت نوع 2 و چاقی- ارتباط دارد. تجزیه و تحلیل ژنتیکی قبلی میزان آلفا-هیدروکسی بوتیرات را در انسان به یک تغییر در ژنی به نام GCKR مرتبط کرده بود، که در حدود 50 درصد از افراد رخ می دهد و به نظر می رسد خطر بسیاری از بیماری ها و صفات ناسالم مانند بیماری کبد چرب و بالا رفتن سطح چربی خون( تری گلیسیرید) را تحت تأثیر قرار می دهد. محققان نشان دادند كه جهش در ژن GCKR در سلولهای كبدی موش با مقادیر زیاد آلفا-هیدروکسی بوتیرات همراه است و آن را با استرس رداکتیو ربط دادند.

نکته مهم این است که این مطالعه (که توسط بنیاد ماریوت تأمین اعتبار شده است) نشان داد که درمان استرس رداکتیو با LbNOX ، باعث کاهش سطح تری گلیسیریدها می شود، که متعاقب آن انتظار می رود خطر ابتلا به بیماری های قلبی عروقی و فاکتورهای متابولیکی از جمله مقاومت به انسولین کاهش یابد.

دکتر Mootha معتقد است که آلفا-هیدروکسی بوتیرات می تواند به عنوان یک نشانگر برای آزمایش میزان استرس رداکتیو مورد استفاده قرار گیرد و  LbNOX ممکن است روزی به عنوان درمانی برای بیماری های ناشی از اختلال در عملکرد متابولیکی بکار گرفته شود. او افزود: LbNOX ، کلاس جدیدی از مطالعات را به نام " متابولیسم علیتی " ، توانمند می کند. این مطالعات برای اولین بار به ما اجازه داده اند تا سوخت و ساز را در بدن موجودات زنده دستکاری کنیم و پیامدهای آن را بررسی و شناسایی نماییم.

منبع:

Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2337-2

www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200528160519.htm