Как ожирение влияет на метаболизм скелетных мышц

18.12.2021

Последние данные науки.

Замедление метаболизма и снижение выносливости скелетных мышц обычно наблюдается у людей с ожирением, но лежащий в основе этих явлений механизм до сих пор непонятен.

Исследовательская группа под руководством доктора Чи Бан Чана, доцента Школы биологических наук факультета естественных наук Гонконгского университета (HKU) открыла, каким образом ожирение ставит под угрозу функцию скелетных мышц, она же предложила возможные методы противодействия этому процессу. 

Результаты исследования были опубликованы в ведущем мировом научном журнале Autophagy.

Ожирение - это следствие нарушения обмена веществ, которое в современном обществе встречается все чаще и чаще. С 1970-х годов число людей с ожирением в мире утроилось и в 2016 году достигло 650 миллионов (около 13% от общей численности населения планеты).

Широко известно, что ожирение оказывает пагубное влияние на многие органы человека и порождает многочисленные хронические заболевания, такие как диабет, гипертония, ожирение печени и атеросклероз.

Обмен жиров в скелетных мышцах людей с ожирением протекает медленнее, чем у здоровых людей, что по мнению ученых является следствием аномалий в работе митохондрий (это клеточные электростанции, преобразующие питательные вещества в биологическую энергию), однако как именно ожирение снижает активность митохондрий, неизвестно.

Чтобы изучить функциональное влияние ожирения на скелетные мышцы, команда доктора Чана создала специальную модель мышей с ожирением, удалив ген нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) исключительно в их скелетных мышцах. Изначально BDNF был определен в качестве важного фактора роста для обеспечения выживания и активности нейронов. Недавние исследования показали, что, кроме того, BDNF является белком, высвобождаемым мышцами (то есть миокином), но его физиологическое значение оставалось неизвестным.

Команда доктора Чана впервые обнаружила, что ожирение уменьшает количество BDNF в скелетных мышцах мышей.

Также учёные заметили, что мыши без BDNF в мышцах, называемые «MBKO» (Muscle-specific BDNF Knockout), набирали больше веса и получали более тяжелую инсулинорезистентность, когда сидели на высокожирной диете.

Кроме того, исследовательская группа обнаружила, что мыши MBKO расходуют меньше энергии, чем их сородичи из контрольной группы.

Используя ряд биохимических, гистологических, метаболических и молекулярных анализов, группа исследователей продемонстрировала, что митохондрии в мышцах мышей MBKO утрачивают способность к восстановлению, что приводит к накоплению в тканях поврежденных митохондрий. 

Как следствие, липидный обмен в мышцах мышей MBKO замедлен, в результате чего накопление большего количества липидов влияет на чувствительность к инсулину.

«Очевидно, что мышечный BDNF является белком, контролирующим вес за счет увеличения расхода энергии и поддержания чувствительности к инсулину», - сказал доктор Чан.