Назад
В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Advances in Food and Nutrition Research, исследователи оценили функцию липидов при метаболических заболеваниях.
Липиды играют важнейшую роль в правильном функционировании человеческого организма. За последние два десятилетия понимание роли липидов значительно расширилось: от компонента для хранения энергии до важнейшего элемента в поддержании клеточного гомеостаза. Поэтому последние исследования были посвящены липидам как важным соединениям, влияющим на здоровье человека. К настоящему времени исследователи описали несколько патологических состояний, характеризующихся изменениями в метаболизме липидов. Особенно это касается таких метаболических нарушений, как диабет 2 типа, стеатоз, сердечно-сосудистые заболевания и рак.
Липотоксичность описывается как пагубное воздействие скопления жиров и соответствующих им метаболитов вблизи жировой ткани. Повышенный уровень липидов негативно влияет на клеточный гомеостаз, нарушая при этом функции тканей. Исследования показали, что основной причиной липотоксичности является высокое потребление липидов. С другой стороны, неспособность человеческого организма накапливать запасы липидов в жировой ткани, наряду с неэффективным липолизом, также может повышать концентрацию циркулирующих липидов. Основной механизм заключается в том, что при наличии избытка циркулирующих липидов адипоциты начинают откладывать жир, увеличивая свои размеры и свое количество.
Исследователи отметили, что при липотоксичности изменяются пути межтканевой коммуникации, которые отвечают за регуляцию энергетического гомеостаза. Также установлено, что иммунная система и липидный обмен взаимосвязаны. Следовательно, иммунометаболические пути связаны с липотоксичностью. Аналогично, поскольку липотоксичность приводит к воспалению, изменения липидного обмена могут привести к изменениям в иммунной системе. В результате возникает порочный круг, который может привести к ряду хронических заболеваний.
Липидный обмен играет важную роль в регуляции воспаления, особенно в отношении хронических неинфекционных заболеваний. Это привело к разработке новых методов диетотерапии с упором на липидный обмен для снижения воспаления и усиления иммунного ответа при сердечно-сосудистых заболеваниях, ожирении, аутоиммунных и метаболических нарушениях. Различные виды липидов функционируют по-разному и обладают провоспалительными, иммуномодулирующими и противовоспалительными свойствами.
Исследования показали, что накопление связанных с омега-6 жирными кислотами (FA) липидов и насыщенных жирных кислот (НЖК) способствует развитию воспаления. Была отмечена связь между степенью ненасыщенности полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и их влиянием на воспаление, а также на иммунную систему. Тем не менее, сегодня известно, что степень насыщенности сама по себе недостаточна для определения биологической роли ПНЖК.
Кроме того, более высокие уровни докозагексаеновой кислоты (DHA) и эйкозапентаеновой кислоты (EPA) могут нарушить гомеостаз в сторону менее воспалительных фенотипов. Также было высказано предположение, что способность диетических FA дифференцированно воздействовать на различные клетки, участвующие в иммунном ответе и влияющие на системное воспаление, может быть использована для лечения метаболических нарушений.
Окислительный стресс описывается как дисбаланс между метаболизмом и производством реактивных форм кислорода (ROS). Этот дисбаланс приводит к возникновению окислительных состояний, которые могут привести к увеличению ROS. Неспособность расходовать ROS в конечном итоге вызывает атаку свободных радикалов на углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, что влияет на клеточные функции и приводит к смерти.
В метаболически активных тканях, таких как сердце и печень, избыток SFAs вызывает дисфункцию митохондрий, что приводит к снижению производства АТФ и увеличению выработки ROS. Производство митохондриальных ROS приводит к разрушению митохондриальной ДНК. Это, в свою очередь, влияет на цепь переноса электронов и стимулирует запуск процесса апоптоза.
Метаболическое перепрограммирование - это способность некоторых клеток, например опухолевых, изменять свой метаболизм для удовлетворения высоких энергетических потребностей, что может вызвать быстрый рост и пролиферацию. Изменения в липидном обмене играют важную роль в биологии опухолевых клеток.
Основные изменения, которые наблюдаются в процессе метаболизма липидов опухолевых клеток, включают (1) биосинтез с последующим окислением FAs, (2) поглощение FAs, (3) хранение и экспорт липидов, (4) липолиз и (5) мевалонатный путь.
Ферменты, участвующие в метаболических процессах, регулируются посредством активации белков, связывающих стериновые регуляторные элементы (SREBPs). SREBPs - важные транскрипционные факторы, участвующие в липидном метаболизме. Таким образом, опухолевые клетки имеют несколько липидов, выполняющих различные функции, что облегчает адаптацию к неблагоприятным условиям и позволяет им расти с высокой скоростью.
Более того, повышенный липолиз связан с кахексией, одним из самых тяжелых клинических проявлений рака. Многие цитокины играют определенную роль в повышенном липолизе опухолевых клеток. Примечательно, что многие типы опухолевых клеток характеризуются повышенной β-окисляемостью и экспрессией ферментов, окисляющих жиры. Кроме того, повышенное окисление FA способствует лучшему ответу опухолевых клеток на окислительный стресс.
Результаты исследований подчеркивают связь липидного обмена с правильным функционированием организма. Липидный гомеостаз может быть достигнут и поддерживаться путем соблюдения баланса между поглощением, поступлением и катаболизмом липидов. Хотя нарушение липидного гомеостаза может вызывать ряд метаболических нарушений через различные молекулярные пути, исследователи считают, что для понимания полного механизма регуляции липидного гомеостаза необходимы дальнейшие исследования.
Berná, G. et al. Мы есть то, что мы едим: роль липидов в метаболических заболеваниях (анноотация).
Липиды играют фундаментальную роль, как структурно, так и функционально, для правильного функционирования организма.
За последние два десятилетия они превратились из молекул, участвующих только в хранении энергии, в соединения, играющие важную роль в качестве компонентов клеточных мембран и сигнальных молекул, регулирующих клеточный гомеостаз. По этой причине интерес к ним как к соединениям, связанным со здоровьем человека, приобретает все большее значение.
Действительно, липиды, получаемые из пищевых источников и эндогенного биосинтеза, имеют значение для патофизиологии многочисленных заболеваний. Существуют патологические состояния, которые характеризуются изменениями в метаболизме липидов. Это особенно актуально для метаболических заболеваний, таких как стеатоз печени, диабет 2 типа, рак и сердечно-сосудистые заболевания.
Основным вопросом, который необходимо рассмотреть, является липидный гомеостаз. Точный контроль липидного гомеостаза необходим для правильной регуляции метаболических путей и безопасного и эффективного накопления энергии в адипоцитах. Когда это не удается, возникает дисрегуляция в поддержании системного метаболизма. Это происходит потому, что повышенная концентрация липидов нарушает клеточный гомеостаз и нарушает функцию тканей, что приводит к липотоксичности. Накопление жира приводит к многочисленным изменениям в физиологии пораженных органов, в основном в метаболических структурах. Эти изменения включают активацию окислительного стресса и стресса эндоплазматического ретикулума, дисфункцию митохондрий, усиление воспаления, накопление биологически активных молекул и изменение экспрессии генов.
В этом обзоре мы рассматриваем основные метаболические заболевания, в которые вовлечены изменения липидного гомеостаза, и обсуждаем их патогенетические механизмы.
