Болезни обмена веществ, такие как ожирение и диабет 2 типа, в США достигли масштабов эпидемии.S. и встречаются примерно у 30 процентов населения. Скелетные мышцы играют важную роль в контроле уровня глюкозы в организме, что важно для развития метаболических заболеваний, таких как диабет.
В недавнем исследовании, опубликованном в The Journal of Clinical Investigation, Университетских больницах (UH), Медицинском центре Кливленда и Медицинской школе Университета Кейс Вестерн Резерв, исследователи обнаружили, что скелетные мышцы значительно влияют на то, как организм накапливает и метаболизирует жир.
В исследовании Мукеш К. Джейн, доктор медицины, старший автор, главный академический директор UH, и Эллери Седжвик-младший. Стул & Выдающийся ученый и его команда приступили к изучению роли гена под названием Kruppel-подобный фактор 15 (KLF15) в скелетных мышцах. Команда использовала модель мыши с KLF15, специально удаленным в мышцах.
Эта генетическая манипуляция привела к поразительному фенотипу: ожирению, дислипидемии (высокий уровень циркулирующих жиров), непереносимости глюкозы, инсулинорезистентности и склонности к развитию неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП). Дальнейшее исследование показало, что KLF15 контролирует поглощение и использование жира в скелетных мышцах. Без KLF15 жиры не могут эффективно проникать в мышцы и вместо этого откладываются в печени и белой жировой ткани.
"Из предыдущей работы нашей команды мы знали, что роль KLF15 имеет решающее значение для здоровья мышц, потому что уровни у людей повышаются после упражнений," объяснил доктор. Джайн, который также является профессором медицины и заместителем декана по работе с университетскими больницами в Case Western Reserve и главным научным сотрудником Harrington Discovery Institute в UH. "Экспериментально потеря KLF15 в мышцах привела к снижению переносимости физической нагрузки у мышей. Тот факт, что KLF15 также важен для метаболического здоровья, действительно впечатляет, поскольку он обеспечивает потенциальную молекулярную связь между упражнениями и общим состоянием здоровья."
Исследователи также показали, что диета, богатая короткоцепочечными жирными кислотами (SCFA), может улучшить аспекты метаболических заболеваний. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как фрукты, овощи, бобы и цельнозерновые, богаты SCFAs. Мыши, получавшие эту диету, показали снижение веса и улучшение гомеостаза глюкозы (регуляция уровня сахара в крови). Кроме того, у мышей с ожирением, получавших такую же диету, наблюдалась повышенная потеря веса и улучшенная чувствительность к инсулину, что указывает на то, что диета, богатая SCFA, потенциально может служить как профилактическим, так и терапевтическим средством для метаболических заболеваний.
"Эта предрасположенность к развитию ожирения и НАЖБП при избытке калорий подчеркивает важность метаболизма жиров в скелетных мышцах и перекрестного взаимодействия органов в развитии этих серьезных заболеваний," сказал Лиянь Фань, первый автор исследования. "Это помогает нам понять различных игроков, которые способствуют нарушению обмена веществ, и, следовательно, определить цели для эффективных методов лечения."
В совокупности эти результаты определили, что скелетные мышцы являются важным регулятором метаболизма жиров и здоровья печени, а диеты, богатые SCFA, могут быть эффективным и доступным вариантом дополнительной терапии метаболических заболеваний, возникающих в результате нарушения работы с жирами.
Следующие шаги в этом исследовании включают изучение роли мышечного KLF15 в различных состояниях питания (i.е. голодание и упражнения), а также изучение терапевтического потенциала воздействия на мышцы KLF15.