Исследователи обнаружили инновационный биохимический механизм, позволяющий мягко стимулировать клеточный метаболизм и увеличивать расход энергии без сопутствующих рисков. Этот процесс, получивший название мягкое митохондриальное разобщение
, открывает путь к созданию безопасных препаратов для борьбы с ожирением и метаболическими нарушениями.
Что такое митохондриальное разобщение?
Митохондрии традиционно функционируют как энергетические станции
клетки, преобразуя питательные элементы в аденозинтрифосфат (АТФ) — основное энергетическое соединение организма, или универсальное топливо
.
В процессе разобщения часть потенциальной энергии, вместо того чтобы быть запасенной в виде АТФ, высвобождается в форме тепла. Это вынуждает клетку активнее расходовать свои запасы (включая жиры и другие субстраты), что и приводит к увеличению расхода калорий.
Проблема заключалась в том, что ранее известные химические агенты, способные вызывать разобщение, были высокотоксичными и действовали неконтролируемо, что делало их непригодными для терапевтического использования.
Открытие контролируемого процесса
В новой работе, опубликованной в журнале Chemical Science, исследователи продемонстрировали, что, модифицируя химическую структуру молекул, можно добиться медленного и безопасного управления этим процессом.
Ученые синтезировали ряд модифицированных жирных кислот и выяснили, что соединения с определенным структурным расположением атомов способны усиливать клеточное дыхание. Эти вещества лишь частично снижали мембранный потенциал митохондрий, не допуская критического нарушения производства АТФ и не вызывая повреждения клеток.
Механизм мягкого
эффекта
Детальный механистический анализ показал, что мягкость
эффекта обусловлена замедленным, контролируемым переносом протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану. Это позволяет снизить энергетический градиент ровно настолько, чтобы увеличить расход субстратов, но при этом сохранить нормальную функциональность клетки и ее способность вырабатывать жизненно важную энергию.
Исследователи полагают, что эти результаты служат фундаментальной основой для создания нового класса терапевтических препаратов. Такие средства могут оказаться эффективными в борьбе с ожирением, различными метаболическими расстройствами и возрастными патологиями, исключая при этом серьезные риски, присущие ранее разработанным методам.
