Rendellenesség a májban Max Planck Society
Zsíros májban a fehérjék eloszlása és aktivitása megváltozik
A tartósan megnövekedett kalóriabevitel zsírcseppek raktározásához vezet a májban. Ez az úgynevezett zsírmáj tartós károsodást okozhat a szervben. A München melletti Martinsried Max Planck Biokémiai Intézetének kutatói most megvizsgálták a betegség májfehérjékre gyakorolt hatását. Kimutatták, hogy a zsírmájban számos fehérje lokalizációja és aktivitása megváltozik a sejtben. A tanulmány bemutatja a zsírraktározás hatását a máj alapvető sejtbiológiai folyamataira.
A zsír tárolása a májsejtekben számtalan fehérje eloszlását változtatja meg.
A magas kalóriatartalmú és magas zsírtartalmú étrend a világ számos régiójában, beleértve Európát és Észak-Amerikát, különféle egészségügyi problémákhoz vezethet. A szív- és érrendszert erősen megterheli a gyakran kialakuló túlsúly, de ez a diéta károsíthatja a májat is. Becslések szerint a lakosság körülbelül 30 százaléka rendelkezik úgynevezett zsírmájjal. Ez a zsírcseppek kezdetben reverzibilis tárolására utal a májsejtekben. Hosszú távon a zsír tárolása gyulladáshoz és visszafordíthatatlan májkárosodáshoz vezethet.
Matthias Mann, a Max Planck Biokémiai Intézet igazgatója által vezetett kutatók most részletesebben megvizsgálták a zsírcseppek hatását a májsejtek biológiájára. A tanulmányt Ralf Jungmann csoportjával, a martinsriedi Max Planck Intézet munkatársaival, valamint a müncheni Helmholtz Központ és az amerikai Harvardi Egyetem tudósaival közösen hajtották végre.
Zavar a fehérje eloszlásában
A máj az egyik legsokoldalúbb emberi szerv. A vér méregtelenítése mellett központi szerepet játszik a cukrok, fehérjék és zsírok anyagcseréjében. Az élelmiszer-összetevők ideiglenesen a májsejtekben tárolhatók. A májsejtek, mint a magasan fejlett élőlények legtöbb sejtje, különböző organellákkal rendelkeznek. Ezek funkcionálisan és strukturálisan körülhatárolt területek a sejteken belül. A kutatók modern tömegspektrometriás módszerekkel határozzák meg a fehérjék, a proteom és a sejtorganellumok teljes egészét. A tömegspektrometria egyfajta molekuláris egyensúly, amelyet a fehérjék azonosítására használnak.
A kutatók elemezték az organellák fehérje-összetételét olyan egerek májmintáiból, amelyeket normál étrenddel tápláltak, magas kalóriával. Az emberekhez hasonlóan az egerekben a megnövekedett kalóriabevitel zsíros májszövethez vezet. „A fehérjék 20 százalékával meg tudtuk mutatni, hogy a zsírmáj miatt más organellákban fordulnak elő, mint az egészséges szervekben. A sejtekben található zsírcseppek száz különböző fehérjét kötnek felszínükre. Ez eltávolítja ezeket más folyamatokból és organellákból ”- magyarázza Natalie Krahmer, a Max Planck Biokémiai Intézet posztdoktori munkatársa és a tanulmány első szerzője. Hozzáteszi: "Az ebből eredő rendellenesség azt mutatja, hogy nemcsak az a fontos, hogy a fehérjék előfordulnak-e a sejtekben, hanem az is, hogy hol." A kutatók olyan fehérjéket is találtak a zsírcseppeken, amelyek működése még mindig teljesen ismeretlen.
Egy ördögi kör kezdete
A Golgi-készülék fehérjéit különösen súlyosan érintette a helyváltozás. A Golgi-készülék egy sejtorganella, amely felelős a transzport vezikulák kialakulásáért a sejtben. „Ördögi kört figyeltünk meg: a magas zsírcseppek száma megváltoztatta a Golgi-készülék felépítését és csökkentette a májsejtek aktivitását. Mivel a Golgi-készülék szükséges a zsírnak a sejtből történő kiválasztásához, amely ellensúlyozza a sejtek zsíros degenerációját, a folyamat ennélfogva gyorsabban halad. Ezért a Golgi-szerkezet helyreállítása terápiás cél lehet a zsírmáj lelassítása ”- mondja Krahmer.
Ezenkívül a kutatók a Max Planck Intézetben kifejlesztett EasyPhos módszert alkalmazták a foszforilációk néven ismert molekuláris fehérjekapcsolók előfordulásának vizsgálatára. A foszforilezés megváltoztathatja a fehérjék aktivitását. Sok olyan fehérje esetében, amelynek lokalizációja megváltozott a zsírmájban, a foszforiláció is megváltozott. "Az eredményekből azonban nem következtethetünk arra, hogy ez a megváltozott lokalizáció eredménye vagy oka-e" - magyarázza Krahmer.
Matthias Mann Max Planck igazgató összefoglalja a jelenlegi kutatási eredményeket: „Jelenleg - az étrendi változásokon kívül - a zsírmáj kezelésére nincs lehetőség. A sejtbiológiai hatásokat még mindig nagyrészt nem értették. Remélhetőleg eredményeink segítenek azonosítani azokat a terápiás célokat, amelyekkel a zsírmájbetegség progressziója megállítható. ”A Golgi-készülék, a zsírlerakódásokban található ismeretlen fehérjék és a megváltozott foszforiláció hatására elegendő érintkezési pont van a további kutatáshoz.