บทความอายุยืน

ไมโตคอนเดรียอันยิ่งใหญ่: การแก้ไขความไม่สมดุลในแหล่งพลังงานของเซลล์ของเราสนับสนุนการจัดการน้ำหนักและการเผาผลาญในหนูอย่างไร

ไมโตคอนเดรียอันยิ่งใหญ่: การแก้ไขความไม่สมดุลในแหล่งพลังงานของเซลล์ของเราสนับสนุนการจัดการน้ำหนักและการเผาผลาญในหนูอย่างไร

ด้วยอัตราที่เพิ่มขึ้นสามเท่าในช่วงสี่ทศวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบันเกือบสามในสี่ของผู้ใหญ่ในสหรัฐอเมริกาถูกจัดว่ามีน้ำหนักเกินหรือเป็นโรคอ้วน ในฐานะหนึ่งในปัญหาด้านสาธารณสุขที่สำคัญที่สุดในสังคม การมีน้ำหนักตัวที่ไม่ดีต่อสุขภาพเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรทั่วโลกถึง 4 ล้านรายในแต่ละปี ไม่ต้องพูดถึงภาระทางเศรษฐกิจและสังคมอันใหญ่หลวงที่มาพร้อมกับมัน

เนื่องจากยาลดน้ำหนักหลายชนิดในท้องตลาดในปัจจุบันก่อให้เกิดผลข้างเคียงที่สำคัญหรือมีประสิทธิภาพต่ำ แพทย์และผู้ป่วยจึงหวังว่าจะค้นพบวิธีการรักษาใหม่ๆ ที่นำไปสู่การลดน้ำหนักอย่างมีความหมายและปลอดภัย ขณะนี้ นักวิจัยจาก uc irvine พบว่าวิธีแก้ปัญหาหนึ่งอาจอยู่ที่แหล่งพลังงานของเซลล์ของเรา นั่นก็คือ ไมโตคอนเดรีย ตีพิมพ์ในวารสาร ยาโมเลกุลเอ็มโบJayashankar และเพื่อนร่วมงานแสดงชุดการทดลองอันงดงามว่าสารประกอบขนาดเล็กทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเครือข่ายของชุดแบตเตอรี่มือถือเหล่านี้ได้อย่างไร และด้วยเหตุนี้ จึงทำให้น้ำหนักตัวดีขึ้นและลดความผิดปกติของการเผาผลาญในหนูที่เป็นโรคอ้วน

พลวัตของไดนาโมของเซลล์ของเรา

ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่มีไดนามิกสูง (โดยพื้นฐานแล้วคือ “อวัยวะเล็กๆ” ภายในเซลล์); พวกมันเปลี่ยนรูปร่างและขนาดเพื่อตอบสนองต่อกระบวนการสำคัญที่เรียกว่าฟิชชันและฟิวชัน ทั้งสองเป็นส่วนสำคัญของการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย แต่ทำหน้าที่ต่างกัน 

ฟิวชั่นช่วยลดความเครียดของเซลล์โดยการหลอมรวมชิ้นส่วนไมโตคอนเดรียเพื่อสร้างไมโตคอนเดรียที่สมบูรณ์แข็งแรง ในทางกลับกัน ฟิชชันจะแยกไมโตคอนเดรียออกจากกันเพื่อสร้างออร์แกเนลล์ใหม่ ซึ่งสามารถช่วยกำจัดไมโตคอนเดรียที่เสียหาย และอำนวยความสะดวกในการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ ซึ่งเรียกว่าอะพอพโทซิส อย่างไรก็ตาม ฟิชชันที่มากเกินไปเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความเครียดของร่างกาย ซึ่งนำไปสู่การแตกตัวของไมโตคอนเดรีย ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของไมโตคอนเดรียที่ทำงานได้ไม่เต็มที่ การกระจายตัวที่มากเกินไปจะเพิ่มการผลิตสารประกอบอันตรายที่เรียกว่าสายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา และเชื่อมโยงกับการทำงานของระบบเผาผลาญที่ไม่ดีและน้ำหนักที่ไม่ดีต่อสุขภาพ 

ด้วยเหตุนี้ jayashankar และเพื่อนร่วมงานจึงได้จดสิทธิบัตรโมเลกุลขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อยับยั้งการแยกตัวของไมโตคอนเดรีย ซึ่งเกิดขึ้นบ่อยขึ้นในการตอบสนองต่ออาหารที่มีไขมันสูงที่ไม่ดีต่อสุขภาพ ซึ่งพบได้ทั่วไปมากขึ้นในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก   

สารประกอบนวนิยายแก้ไขการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย

   

สารประกอบนวนิยายแก้ไขการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย

สารประกอบชนิดใหม่นี้ sh-bc-893 เป็นสฟิงโกลิพิดสังเคราะห์ (ไขมันชนิดหนึ่งที่ให้การสนับสนุนโครงสร้างแก่เยื่อหุ้มเซลล์) ซึ่งยับยั้งเส้นทางต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการแยกตัวของไมโตคอนเดรีย เช่น อธิบายไว้ โดยนักเขียนอาวุโส Aimee Edinger เพื่อนร่วมงานของ UCI Chancellor และศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพัฒนาการและเซลล์ "การศึกษาของเราใช้โมเลกุลขนาดเล็กเพื่อปรับรูปร่างไมโตคอนเดรียในเนื้อเยื่อหลาย ๆ อันพร้อมกัน ย้อนกลับ [น้ำหนักที่ไม่ดีต่อสุขภาพ] และแก้ไข [การเผาผลาญ] แม้ว่าหนูจะยังคงบริโภคต่อไป อาหารที่ไม่ดีต่อสุขภาพ”

ในการเริ่มต้น jayashankar และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาสุขภาพของไมโตคอนเดรียในการทดลองโดยใช้เซลล์ เซลล์ของหนูที่สัมผัสกับไขมันในปริมาณมากจะมีอัตราการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียอย่างรุนแรง หลังจากเติม sh-bc-893 ชิ้นส่วนของไมโตคอนเดรียจะลดลง ซึ่งบ่งชี้ว่าสารประกอบนี้ขัดขวางการแบ่งตัวส่วนเกิน ไมโตคอนเดรียที่กระจัดกระจายจะสร้างออกซิเจนชนิดปฏิกิริยา (ros) มากขึ้นและความเครียดของเซลล์ที่ขัดขวางการเผาผลาญและการจัดการน้ำหนัก เซลล์ที่ได้รับ sh-bc-893 ได้รับการปกป้องจากการหยุดชะงักเหล่านี้

ต่อสู้กับฟิชชันและการควบคุมการเผาผลาญ

ต่อไป ทีมวิจัยได้ทดสอบผลกระทบของ sh-bc-893 ในหนูที่ได้รับอาหารที่มีไขมันสูงซึ่งออกแบบมาเพื่อให้น้ำหนักที่ไม่ดีต่อสุขภาพและการทำงานของระบบเผาผลาญลดลง ในหนูตัวผู้ที่เป็นโรคอ้วนซึ่งรับประทานอาหารที่ไม่ดีต่อสุขภาพมาเกือบตลอดชีวิต การรักษา sh-bc-893 เพียงครั้งเดียวทำให้ไดนามิกและสัณฐานวิทยา เช่น รูปร่าง ขนาด และโครงสร้างของไมโตคอนเดรียในสมอง ตับ และเนื้อเยื่อไขมันเป็นปกติ .

ปัจจัยที่ทำให้เกิดน้ำหนักที่ไม่ดีต่อสุขภาพอีกประการหนึ่งคือความไม่สมดุลระหว่างฮอร์โมนเลปตินและอะดิโพเนคติน ปริมาณเลปตินที่สูงขึ้นและอะดิโพเนคตินที่ลดลงนั้นเชื่อมโยงกับการเพิ่มของน้ำหนัก การรับประทานอาหารที่เพิ่มขึ้น และการเผาผลาญที่ผิดปกติ ในหนูที่เป็นโรคอ้วน sh-bc-893 โดสเดียวทำให้ฮอร์โมนเหล่านี้เป็นปกติ เพิ่มสารอะดิโพเนคตินและลดเลปติน การลดลงของเลปตินนี้ส่งผลให้การบริโภคอาหารโดยรวมลดลง ซึ่งคงอยู่ได้นานถึง 18 ชั่วโมง และไม่ทำให้หนูต้องชดเชยการบริโภคที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปในวันรุ่งขึ้น 

การควบคุมการส่งสัญญาณเลปตินถือเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรักษาน้ำหนักให้แข็งแรง ดังที่ elizabeth selwan ผู้เขียนร่วมและอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก department of developmental and cell biology ของ uci อธิบาย, "ความไม่สมดุลของฮอร์โมนเลปตินและอะดิโพเนคติน...สร้างการต่อสู้ที่ยากลำบากสำหรับผู้ที่พยายามลดน้ำหนัก การมีเลปตินมากเกินไปอาจเพิ่มความอยากอาหารได้ ในขณะที่การทำงานของอะดิโพเนคตินน้อยเกินไปเชื่อมโยงกับโรคทางเมตาบอลิซึมหลายชนิด อย่างไรหรือทำไมยังไม่ชัดเจนจริงๆ แต่สถานะของไมโตคอนเดรียอาจเป็นตัวเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างฮอร์โมนเหล่านี้กับ [น้ำหนักที่ไม่ดีต่อสุขภาพ]"

จากนั้นทีมวิจัยได้แบ่งหนูที่เป็นโรคอ้วนออกเป็นสามกลุ่ม ได้แก่ sh-bc-893 ในขนาดที่ต่ำกว่า, sh-bc-893 ในขนาดที่สูงกว่า และยาหลอก หลังจากสี่สัปดาห์ของการรักษา กลุ่มยาหลอกยังคงมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น ในขณะที่ทั้งสองกลุ่มที่ได้รับ sh-bc-893 สามครั้งต่อสัปดาห์ พบว่าน้ำหนักลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แม้จะยังรับประทานอาหารที่มีไขมันสูงก็ตาม แม้ว่ากลุ่มที่มีขนาดยาสูงกว่าจะแสดงน้ำหนักลดลงมากกว่า แต่ขนาดยาที่ต่ำกว่าก็เพียงพอและมีความหมายทางคลินิกสำหรับการลดน้ำหนัก 

สุดท้าย พวกเขาพิจารณาว่าสารประกอบนี้ส่งผลต่อน้ำหนักอย่างไรเมื่อเสริมด้วยการออกกำลังกายแบบแอโรบิก โดยพบว่าการผสมผสานนี้ช่วยเพิ่มผลประโยชน์ และทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าการรักษาเพียงอย่างเดียว 

สารประกอบนวนิยายแก้ไขการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย

การให้ทิปตาชั่ง 

ผลลัพธ์ของการศึกษาครั้งนี้ให้กำลังใจผู้คนหลายล้านคนที่ต้องดิ้นรนกับน้ำหนักของตนเอง อย่างไรก็ตาม ยังไม่แน่ใจว่าผลลัพธ์เหล่านี้จะแปลไปสู่มนุษย์หรือไม่ เนื่องจากการวิจัยนี้ดำเนินการกับหนูตัวผู้เท่านั้น แต่เนื่องจากความไม่สมดุลในการแบ่งเซลล์ของไมโตคอนเดรียได้รับการบันทึกไว้อย่างดีว่าทำให้เกิดสุขภาพการเผาผลาญที่ไม่ดี สารประกอบที่ปลอดภัยและทนได้ดีนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ที่เป็นโรคอ้วน 

ดังเช่นเอดินเจอร์ สรุป ของการศึกษาพิสูจน์แนวคิดนี้ "สารประกอบนี้ออกฤทธิ์ในรูปแบบใหม่ หากปลอดภัยและมีประสิทธิผลในมนุษย์ สารประกอบนี้จะเสนอกลยุทธ์การลดน้ำหนักแบบใหม่ที่สามารถใช้ร่วมกับการรักษาอื่นๆ ได้"

อ้างอิง: 

ไวชาลี ชยาชานการ์, เอลิซาเบธ เซลวาน, ซาราห์ อี แฮนค็อก และคณะ สฟิงโกลิพิดที่มีลักษณะคล้ายยา sh‐bc‐893 ต่อต้านการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียที่เกิดจากเซราไมด์ ยาโมเลกุลเอ็มโบ 2021; 13 (8) ดอย: 10.15252/emm.202013086



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า