چگونه چربی ها حتی بدون افزایش وزن کشنده می شوند

16 ژوئن 2016- یک تحقیق جدید شواهدی را ارائه داده است که بیانگر تأثیر اختلال کبد بر ساخت گلوکز توسط سایر بافت ها است، این تحقیق که بر روی موش ها انجام گردید، نشان می دهد تجزیه ی چربیهای درون کبد برای محافظت از حیوان در برابر یورش مرگبار چربیها ضروری است. یافته های این پژوهش به محققان در درک گروه جدیدی از بیماریهای متابولیک رو به رشد و غالبا مرگبار که بر چگونگی فرآوری مواد مغذی در بدن تأثیر می گذارند، کمک می کند.

در سمت چپ کبد یک موش طبیعی و در سمت راست کبد موشی که سلولهای آن فاقد Cpt2هستند، پس از تغذیه با رژیم غذایی پرچرب، نشان داده شده است.

قند در قالب قند خون انرژی مورد نیاز سلولها را فراهم می کند، هنگامیکه منبع غذایی معمول یعنی کربوهیدراتها کمیاب می شود، کبد به کمک سوزاندن چربیها به تولید قند می پردازد. اما تحقیقات جدید محققان دانشگاه جان هاپکینز نشان داد هنگامیگه توانایی کبد در شکستن چربیها دچار اختلال می شود، سایر بافت ها شروع به تولید قند می کنند، خلاصه ای از یافته های این تحقیق بصورت آنلاین درمجله ی journal Cell Reports(16 ژوئن) منتشر گردید.

پرفسور Wolfgangمی گوید: ما شگفت زده شده ایم که سایر بافت ها از جمله کلیه ها و روده می توانند  عدم توانایی کبد در تولید گلوکز را جبران کنند البته این موضوع در زیست شناسی غیر معمول نیست غالباً بدن یک سیستم پشتیبانی برای چیزی که برای ادامه ی بقا حیاتی است، یعنی تأمین انرژی سلول درنظر می گیرد.

 پرفسور ولفگانگ استادیار بیوشیمی در دانشگاه جان هاپکینز می گوید: با توجه به آنچه در متون علمی آمده است توانایی حفظ  قند خون درهنگام گرسنگی که بنام  گلوکونئوژنز شناخته می شود، نیاز به تجزیه و فرآوری اسیدهای چرب دارد( اکسیداسیون اسیدهای چرب). همچنین تصور می شود که حدود 90 درصد از گلوکونئوژنز در کبد رخ می دهد و تنها ده درصد از آن در کلیه ها و روده اتفاق می افتد. هنگامیکه پرفسور ولفگانگ و تیمش ژن Cpt2را که برای اکسیداسیون اسیدهای چرب در سلولهای کبدی ضروری است از سلولهای کبدی گروهی از موش ها حذف کردند، آنها انتظار نداشتند که این حیوانات بدون منبع مستمری از کربوهیدارت، زنده بمانند.

موشها برای مدت دو هفته ی اول از شیر مادر خود که سرشار از چربی و کربوهیدرات بود، استفاده  کردند. دکتر ولفگانگ می گوید: ما تعجب کردیم که این موشها با اینکه توانایی کبد خود را برای سوزاندن چربی و تبدیل آن به گلوکز و کتون از دست داده اند، قادر به ادامه حیات بوده و وضعیت خوبی دارند.

پرفسور ولفگانگ توضیح داد: هنگامیکه آنزیم ها، ترکیبات پرانرژی- اسیدهای چرب- را تجزیه می کنند، تعداد زیادی مولکول استیل کوآ می سازند که وارد دو مسیر مختلف می شوند: در یکی از این مسیرها این مولکولها به مولکولهای حاوی انرژی یعنی ATPتبدیل می شوند که می تواند برای تولید قند و حفظ مقدار قند خون در حیوانات که در حال حاضر منبع کربوهیدراتی در دسترس آنها نیست، مورد استفاده قرار گیرد و مسیر دوم، مسیری است که مولکولهای استیل کوآ ، تبدیل به مولکولهایی به نام کتون می شوند که توسط برخی از بافتها مانند مغز به عنوان منبع انرژی جایگزین در زمان کمبود گلوکز استفاده می شود.

پژوهشگران همچنین از عدم  تغییر وزن موشهای فاقد Cpt2نسبت به موشهای طبیعی و مصرف همان مقدار انرژی مشابه با موشهای طبیعی متعجب شدند. آنها حتی مقدار قابل مقایسه ای از چربی و قند را به عنوان منبع سوخت استفاده می کردند، تنها تغییر ظاهری میزان کتون های موجود در خون بود که انتظار آن می رفت.

پرفسور ولفگانگ می گوید: برای من هنوز جای تعجب بود که چگونه این موشها که به طورجدی در معرض خطر بودند نه تنها زنده مانده اند بلکه از موشهای طبیعی در مورد استفاده ی انرژی قابل تشخیص نیستند. با آزمایشات بیشتر مشخص گردید که در کلیه های این موشها چربیها افزایش یافته است و ژنهای مسئول اکسیداسیون اسیدهای چرب فعالتر شده اند و این کلیه ها هستند که این روند را جبران کرده اند.

این نتایج موجب ظهور این پرسش گردید که آیا تنها اختلال درعملکرد کبد به سایر بافت ها این سیگنال را ارسال می کند که نیاز به کمک وجود دارد؟ بررسی فعالیت ژنها در کبد نشان داد تغییرات عمده ای از جمله در تولید مولکولهایی با پیام رسانی دور برد در کبد اتفاق می افتد. یکی از این مولکولها FGF21است، این مولکول سلولها را به جذب کربوهیدرات ها و تجزیه ی چربیها تشویق می کند. این مولکول  پیش از این به عنوان درمانی برای دیابت و چاقی مورد بررسی قرار گرفته بود. محققان دریافتند که غلظت FGF21در خون موشهایی که کبد آنها توانایی سوزاندن چربیها را از دست داده است به میزان  زیادی افزایش می یابد.

محققان برای اطلاع از تأثیر روزه بر اکسیداسیون اسیدهای چرب در کبد، مواد غذایی را به مدت 24 ساعت از دسترس موشهای فاقد Cpt2خارج کردند. اما آنها قادر به تطابق با این شرایط نیز بودند در این شرایط، همچنان مصرف انرژی کلی و مقدار قند خون آنها طبیعی بود. اگر چه کبد آنها چرب شده و مقادیر زیادی چربی در جریان خون آنها وجود داشت اما کتون در خون آنها مشاهده نمی شد، محققان همچنین تغییراتی را در سطح  فعالیت ژنهای مرتبط با اکسیداسیون در کبد و کلیه ها مشاهده کردند.

محققان برای درک متابولیسم منحصر به فرد موشهای فاقد Cpt2آنها را با رژیم پرچرب یا رژیم  کتوژنیک تغذیه کردند ( رژیمی مشابه با رژیم تجاری اتکینز که حاوی مقادیر بسیار کمی کربوهیدارت است). به گفته ی دکتر ولفگانگ اگر چه آنها مقادیر زیادی کالری دریافت می کردند و برای هر وعده مقدار زیادی کره می خوردند، کبد آنها  قادر به تحمل چربی نبوده و این رژیم نهایتاً موجب مرگ موش ها می شود. بنظر می رسد این موشها تمام بافت های چربی در سراسر بدن خود را مصرف می کنند اما کبد آنها بیش از حد از چربی انباشته می شود. دکتر ولفگانگ می گوید: بافت چربی درسراسر بدن به اسیدهای چرب شکسته می شود و این اسیدهای چرب به کبد برای فرآوری و تبدیل به قند ارسال می شوند. کبد می داند که باید  برای ساخت گلوکز، اسیدهای چرب را بسوزاند بنابراین درخواست ارسال اسیدهای چرب را از بافتها ادامه می دهد اما قادر به سوزاندن اسیدهای چرب نبوده و تنها آنها را جذب می کند و مملو از اسیدهای چرب می شود. دکتر Wolfgangمی افزاید: اطلاعات بدست آمده نشان میدهد که تقریباً تمام کتونهای موجود در جریان خون توسط کبد از طریق اکسیداسیون اسیدهای چرب تولید می شوند و کتونهای تولید شده، شکستن چربیها را در بافت چربی آهسته می کند اما عدم تولید کتونها در موشهای فاقد Cpt2سبب یورش مداوم چربی به کبد می شود.

 پرفسور ولفگانگ می گوید: این شواهد توضیح می دهد که چرا و چگونه متابولیسم ناکارآمد در افراد چاق دیابتی یا افرادی با اختلالات ژنتیکی مادرزادی که بر اکسیداسیون اسیدهای چرب تأثیر می گذارد ازجمله اشتباهات در ژن Cpt2می تواند کشنده باشد.

پرفسور ولفگانگ همچنین اشاره می کند که آنچه به عنوان یک عارضه ی حاد افراد مبتلا به دیابت نوع 1 را تهدید می کند، کتواسیدوز نام دارد. از آنجائیکه در بدن این افراد انسولین تولید نمی شود (که برای جذب کربوهیدرات ها توسط سلولها ضروری است) سلولها شدیداً به اکسیداسیون چربیها در کبد وابسته هستند  که تولید  کتون می نماید. انباشته شدن مقادیر زیادی کتون درخون سبب بالا رفتن اسیدیته ی خون شده و ظرفیت خون را برای حمل  اکسیژن کاهش میدهد، در نتیجه حیات فرد تهدید می شود . پرفسور  ولفگانگ  امیدوار است که بتوانند راهی برای جلوگیری از کتواسیدوز بیابند تا بدین وسیله متابولیسم را بهتر کنترل کرده یا متابولیسم  معیوب را دوباره  تنظیم  و کنترل کنند.

منبع:www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160616140731.htm