Дослідники з Медичної школи Гроссмана Нью-Йоркського університету виявили несподіваний метаболічний шлях: суворе обмеження споживання цистеїну змушує клітини ссавців спалювати жирові запаси з прискореною швидкістю. У дослідженні, опублікованому в журналі Nature 21 травня, детально описано, як усунення цієї незамінної амінокислоти порушує енергетичні процеси, що призводить до значної втрати ваги у мишей.
Як цистеїн контролює метаболізм
Ключовий висновок полягає в тому, що зниження рівня цистеїну зменшує вироблення коензиму А (КоА), важливої молекули, яка бере участь у більш ніж 100 метаболічних реакціях. При нестачі CoA організм відчуває труднощі з ефективним перетворенням їжі в придатну для використання енергію, що змушує його використовувати жирові запаси як останній засіб. Раніше пряме дослідження функції КоА було неможливим, оскільки миші з дефектним синтезом КоА гинули протягом тижнів; це дослідження забезпечує перший детальний аналіз його ролі у дорослих ссавців.
Зв’язок із реакцією на стрес
Дефіцит цистеїну не тільки сповільнює виробництво енергії; він одночасно активує кілька стресових реакцій. Інтегрована відповідь на стрес (ISR) і реакція на окислювальний стрес (OSR) активуються, імітуючи умови, які зазвичай спостерігаються лише в ракових клітинах. Ця подвійна активація також призводить до збільшення виробництва гормону GDF15, який пригнічує апетит і руйнує ферменти, необхідні для накопичення жиру. По суті, організм змушений розщеплювати жир, водночас перешкоджаючи його відновленню.
Практичні наслідки та проблеми
Хоча результати свідчать про потенційний, хоча і різкий, механізм втрати ваги, негайне клінічне застосування малоймовірне. Цистеїн міститься у великій кількості в більшості харчових продуктів і потребує непрактичної, спеціально розробленої дієти для досягнення повної депривації. Крім того, повне усунення цистеїну може зробити органи вразливими до токсинів, включаючи ліки. Дослідження також пояснює, чому дієти з низьким вмістом сірки (багаті фруктами, овочами та бобовими) показали користь для здоров’я: саме зниження рівня цистеїну, а не просто обмеження споживання метіоніну спричиняє ефект.
Зараз дослідницька група прагне вибірково відновити вироблення цистеїну в певних тканинах, сподіваючись використовувати процес втрати ваги без небезпечних побічних ефектів повної депривації. Кінцевою метою є розробка терапевтичного підходу, який би імітував метаболічний зсув без необхідності надзвичайних дієтичних обмежень.
«Наші результати розкривають раніше невідомий метаболічний шлях із глибоким впливом на розуміння регуляції енергії та потенційну розробку нових стратегій схуднення», — каже співавтор дослідження Євгеній Нудлер. «Однак безпека залишається головною проблемою».
Дослідження підкреслює критичну роль цистеїну в підтримці метаболічного балансу та підкреслює складний зв’язок між основними поживними речовинами, клітинними стресовими реакціями та витратами енергії.
