Мышцы сами могут регулировать жировой запас (4 фото)
Как это происходит
Основным энергетическим источником для мышц является глюкоза, которая относится к простым сахарам. Ее содержание в крови повышается после приема пищи, а уменьшается в процессе голодания или при физических нагрузках. Глюкоза очень быстро и легко истощается. И как только организм начинает испытывать ее недостаток во время активных движений или в иных стрессовых ситуациях, то «отдается» команда о поглощении и утилизации жирных кислот.
Отвечает за такой метаболический переход транскрипционный фактор Foxo. В клетках млекопитающих функционирует 4 белка из этого семейства. Все они являются ключевыми в обменных энергетических процессах, в противостоянии стрессовым воздействиям и в поддержании жизнеспособности клеток. Но за расход жиров и пополнение их запасов отвечает только тот белок Foxo, который находится в мышцах. Он одновременно занимается «складированием» жиров, чтобы исключить их дефицит, и их расходованием. Однако потреблять жиры белок помогает только при наличии физической активности. Без движения организм приходит к ожирению.
Ход исследования
Для своих экспериментов техасские ученые взяли плодовую мушку Дрозофилу (Drosophila melanogaster). Во-первых, эти мухи обладают жировым обменом, как у млекопитающих. Во-вторых, у Дрозофилы можно легко «включить» или «выключить» исследуемый ген. Поэтому данная мушка оказалась очень удобным объектом для изучения.
В ходе исследования ученые свели у насекомого к нулю активность того гена, который занимается выработкой мышечного белка Foxo. В результате в жировом теле мух (именно в этом органе у них находится основной запас жиров) объем резерва жиров сократился почти в 2 раза. Одновременно уменьшилось и содержание циркулирующих в «крови» насекомого липидов - жироподобных веществ, которые входят в состав всех живых клеток и играют важную роль во многих жизненных процессах. Именно из липидов мышцы могли свободно и быстро взять жиры.
При этом ученые заметили, что выключение Foxo непосредственно в жировом теле мух, а не в их мышцах, никак не отразилось на жировых резервах. Подобная поведенческая аномалия у белка навела исследователей на мысль, что именно мышцы занимаются контролем объема энергетических запасов.
Самое интересное, что в ходе эксперимента мухи с выключенным белком Foxo в мышцах, пытаясь пополнить недостаток жиров, ели больше и были очень активны.
Помимо самого механизма пополнения и расхода жиров ученые еще выяснили, каким образом происходит контроль жирового обмена в мышцах. В процессе исследования мух с выключенным Foxo было обнаружено, что у этих насекомых существенно повысилось содержание гормона АКН - аналога гормона глюкагона, который имеется у всех млекопитающих.
Конкретно глюкагон вырабатывается в поджелудочной железе. Участвует в образовании глюкозы в печени и регулирует ее уровень в крови. Кроме того, он стимулирует расщепление липидов в жировой ткани, что способствует существенному снижению объема холестерина.
В ходе эксперимента выяснилось, что выброс аналога глюкагона происходит по сигналу молекулы, чьи функции аналогичны деятельности лептина - пептидного гормона, регулирующего энергетический обмен, т.е. метаболизм жиров. У мух с выключенным Foxo усиление всех этих процессов привело к тому, что они стали быстро растрачивать жировые запасы. При этом прироста липидов, из которых мышцы могли брать жиры, не происходило.
На основе проведенных опытов американские ученые пришли к выводу, что мышцы не являются пассивным потребителем энергии. Наоборот, они активно работают над созданием энергетических резервов. Но работает данный механизм только в светлое время суток, когда происходит физическая активность.