Ученые нашли более безопасный способ заставить клетки сжигать больше калорий

Ожирение затрагивает людей во всем мире и повышает риск серьезных заболеваний, таких как диабет и рак. Многие современные лекарства для похудения требуют инъекций и могут привести к нежелательным побочным эффектам. Таким образом, более безопасный метод увеличения сжигания калорий может принести большую пользу для общественного здравоохранения.

Исследование, проведенное доцентом Тристаном Роулингом из Сиднейского технологического университета (UTS), недавно было опубликовано в журнале Химическая наукаведущий журнал Королевского химического общества Великобритании. Исследование также было признано «лучшим выбором недели».

Как работают митохондриальные разобщители

Исследовательская группа, в которую входили ученые из UTS и Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде, сосредоточилась на соединениях, известных как «митохондриальные разобщители». Эти молекулы заставляют клетки использовать топливо менее эффективно, выделяя часть этой энергии в виде тепла вместо преобразования ее в полезную энергию.

«Митохондрии часто называют электростанциями клетки. Они превращают пищу, которую вы едите, в химическую энергию, называемую АТФ или аденозинтрифосфатом. Митохондриальные разобщители нарушают этот процесс, заставляя клетки потреблять больше жиров для удовлетворения своих энергетических потребностей», — сказал доцент Роулинг.

Он сравнил этот процесс с гидроэлектрической системой. «Ее описывают как нечто похожее на плотину гидроэлектростанции. Обычно вода из плотины течет через турбины для выработки электроэнергии. Разъединители действуют как утечка в плотине, позволяя части этой энергии обходить турбины, поэтому она теряется в виде тепла, а не производит полезную энергию».

Опасная история химикатов для похудения

Вещества, которые мешают производству энергии митохондриями, были впервые идентифицированы около столетия назад. Однако самые ранние версии были чрезвычайно опасны и вызывали сильный перегрев, который мог привести к летальному исходу.

«Во время Первой мировой войны военные военные во Франции потеряли вес, у них была высокая температура, а некоторые умерли. Ученые обнаружили, что это было вызвано химическим веществом, используемым на заводе, под названием 2,4-динитрофенол или ДНП», – сказал доцент Роулинг.

«DNP нарушает выработку энергии митохондриями и увеличивает метаболизм. В 1930-х годах он некоторое время продавался как один из первых препаратов для снижения веса. Он был чрезвычайно эффективен, но в конечном итоге был запрещен из-за его тяжелого токсического воздействия. Доза, необходимая для снижения веса, и смертельная доза опасно близки», – сказал он.

Проектирование более безопасных и мягких разъединителей

В новом исследовании ученые стремились преодолеть эти риски путем создания более безопасных версий, известных как «мягкие» митохондриальные разобщители. Они тщательно модифицировали химическую структуру экспериментальных молекул, что позволило им контролировать, насколько сильно соединения увеличивают потребление энергии внутри клеток.

Некоторые из этих экспериментальных препаратов успешно повышали активность митохондрий, не повреждая клетки и не мешая выработке АТФ. Другие вели себя скорее как старые токсичные соединения, вызывая опасный уровень разобщения.

Сравнивая эти результаты, исследователи смогли определить, почему более безопасные молекулы действовали по-другому. Мягкие митохондриальные разобщители замедляют процесс до уровня, который могут переносить клетки, снижая риск вредных побочных эффектов.

Помимо потенциальных преимуществ потери веса

Мягкие митохондриальные разобщители также, по-видимому, снижают окислительный стресс внутри клеток. Это снижение может поддержать более здоровый обмен веществ, замедлить некоторые процессы, связанные со старением, и помочь защитить от нейродегенеративных состояний, таких как деменция.

Хотя исследование все еще находится на ранних стадиях, его результаты представляют собой дорожную карту для разработки лекарств нового поколения. Эти будущие методы лечения могут использовать преимущества мягкого митохондриального разобщения, избегая при этом опасностей, которые преследовали более ранние подходы.