Мышцы могут «просить» необходимую им энергию
Исследователи из Медицинского колледжа Техасского университета A&M впервые показали на моделях плодовых мушек, как мышцы «запрашивают» больше энергии из жировых запасов. Они также обнаружили, что эта цепь сигналов зависит от циркадных ритмов, что может иметь значение для ожирения у людей. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.
«Это необходимо для суточного регулирования уровня липидов в крови, — говорит ведущий исследователь Джейсон Карпак. — Днём, когда наши мышцы активны и требуют энергии, эта коммуникация важна для поддержания липидов для высокого спроса. Ночью, когда мы менее активны, она отключается, чтобы избежать избыточного накопления жира, которое может привести к ожирению».
Этот баланс — метаболический гомеостаз — можно изменить, манипулируя генетикой организма, чтобы повлиять на количество запасаемых липидов. Для работы этого сигнального пути задействован один ген в мышце и другой — в жировой ткани. Простая генетика плодовой мушки позволяет команде вносить очень специфичные изменения. При этом метаболизм липидов — способность получать энергию, запасать её в виде жиров и высвобождать — очень похож у плодовых мушек и людей.
Путь координируется с внутренними часами организма для регулирования запасания и высвобождения жира. Когда мышцам нужна энергия, они подавляют секрецию лептина (или его гомолога у мушки) из самой мышцы, что, в свою очередь, контролирует уровень глюкагона. Снижение глюкагона сигнализирует о необходимости синтеза и последующего высвобождения липидов из запасающих тканей.
«Это первый раз в модели плодовой мушки, когда удалось действительно связать точки в том, как координируются эти ткани, — отмечает Карпак. — Мы можем точно сказать, что определённый ген абсолютно критичен для контроля количества липидов в кровотоке в данный момент». Эти гены также помогают регулировать уровень инсулина, который указывает организму, запасать энергию в виде жиров или высвобождать её.
«Теперь, когда мы знаем, как этот сигнальный путь функционирует в норме, мы можем задавать множество интересных вопросов о том, что происходит при изменении режима сна или питания, — говорит учёный. — Мы также можем убрать этот путь генетически и проверить, действительно ли он отвечает за метаболические изменения, связанные с такими поведенческими сдвигами».
Если нарушение пути приводит к ожирению, это может иметь серьёзные последствия для здоровья человека.
«Основываясь на этом исследовании, весьма вероятно, что наши мышцы также общаются с жировыми тканями и координируют собственное использование энергии, — заключает Карпак. — Это также подчёркивает, что время приёма пищи, вероятно, имеет значение, поскольку существуют сигнальные пути, на которые влияют циркадные ритмы в зависимости от потребностей мышц в энергии».