การปิดเอนไซม์นี้จะทำให้เกิดภาวะ prediabetes ในหนู
การกำหนดเป้าหมายไปที่เคมีเซราไมด์ของร่างกายอย่างละเอียดอ่อนอาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ ๆ ที่ปลอดภัยสำหรับโรคเบาหวานประเภท 2 โรคหัวใจและสภาวะการเผาผลาญอื่น ๆ
นี่เป็นคำแนะนำที่นักวิทยาศาสตร์ทำขึ้นหลังจากพบว่าพวกเขาสามารถลดภาวะ prediabetes ในหนูที่เป็นโรคอ้วนได้โดยการปิดปากเอนไซม์ที่รับผิดชอบในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตเซราไมด์
การยกเลิกการทำงานของเอนไซม์ที่เรียกว่า dihydroceramide desaturase 1 (DES1) ทำให้ระดับเซราไมด์ในร่างกายลดลงพวกเขาสังเกตเห็นในช่วงไม่นานมานี้ วิทยาศาสตร์ กระดาษเกี่ยวกับงานของพวกเขา
การปิด DES1 ยังป้องกันไม่ให้หนูที่รับประทานอาหารที่มีไขมันสูงจากการเกิดไขมันพอกตับและภาวะดื้อต่ออินซูลิน เงื่อนไขทั้งสองนี้เป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญสำหรับโรคหัวใจและโรคเบาหวาน
DES1 ควบคุมการเปลี่ยนไดไฮโดรซีราไมด์เป็นเซราไมด์ด้วยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเล็กน้อยของไฮโดรเจนสองอะตอม การเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนนี้จะแทรก“ พันธะคู่เข้าไปในกระดูกสันหลัง” ของโมเลกุลไขมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ชี้ให้เห็นแล้วว่าการลดระดับเซราไมด์อาจทำให้เกิดโรคเมตาบอลิซึมและโรคเบาหวานได้ อย่างไรก็ตามวิธีการที่พวกเขาใช้จะส่งผลข้างเคียงที่รุนแรง
‘เซราไมด์เป็นคอเลสเตอรอลตัวต่อไป’
การศึกษาใหม่นำการวิจัยไปสู่ทิศทางการรักษาที่มีแนวโน้มมากขึ้น แสดงให้เห็นว่าอาจเป็นไปได้ที่จะลดระดับเซราไมด์ด้วยวิธีที่ปลอดภัยด้วยการปรับเปลี่ยนขนาดเล็กและกำหนดเวลาให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิตเซราไมด์
“ งานของเรา” ศาสตราจารย์สก็อตเอซัมเมอร์สหัวหน้าภาควิชาโภชนาการและสรีรวิทยาเชิงบูรณาการของมหาวิทยาลัยยูทาห์ในซอลต์เลกซิตีกล่าว“ งานของเราแสดงให้เห็นว่าเซราไมด์มีส่วนสำคัญต่อสุขภาพการเผาผลาญ”
“ เรากำลังคิดว่าเซราไมด์เป็นคอเลสเตอรอลตัวต่อไป” เขากล่าวเสริม
นักวิทยาศาสตร์ยังคงค้นหาว่าการลดเซราไมด์มีผลต่อร่างกายอย่างไร อย่างไรก็ตามมีหลักฐานศ. ซัมเมอร์ระบุถึงความเชื่อมโยงระหว่างเซราไมด์กับโรคเมตาบอลิซึม
เขากล่าวว่าแพทย์บางคนกำลังทำการทดสอบระดับเซราไมด์เพื่อประเมินความเสี่ยงของผู้คนในการเป็นโรคหัวใจ
“ เซราไมด์มีส่วนช่วยในการเป็นพิษต่อไขมันที่เป็นสาเหตุของโรคเบาหวานไขมันในตับและโรคหัวใจ” ผู้เขียนรายงานการศึกษาใหม่กล่าว
ถ้าเซราไมด์สามารถเป็นสาเหตุของโรคพวกมันมีจุดประสงค์อะไรในร่างกาย? นักวิจัยได้ตรวจสอบคำถามนี้โดยการประเมินผลกระทบของเซราไมด์ต่อการเผาผลาญ
ข้อดีข้อเสียของเซราไมด์
ในการศึกษาเกี่ยวกับ DES1 และเซราไมด์ในปี 2013 ศ. ซัมเมอร์และผู้เขียนร่วมของเขาได้หารือกันว่าโรคอ้วนสามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคจากการเผาผลาญได้อย่างไรและเซราไมด์มีส่วนช่วยอย่างไร
ทฤษฎีนี้ก็คือในคนที่เป็นโรคอ้วนเนื้อเยื่อของร่างกายจะได้รับไขมันจำนวนมากจนไม่สามารถกักเก็บได้และสิ่งนี้นำไปสู่การสะสมของ“ โมเลกุลที่ได้จากไขมันซึ่งทำให้การทำงานของเนื้อเยื่อแย่ลง”
ศ. ซัมเมอร์และเพื่อนร่วมงานค้นพบว่าเซราไมด์กำหนดกระบวนการต่างๆที่เพิ่มการกักเก็บไขมันในเซลล์ นอกจากนี้ยังขัดขวางความสามารถของเซลล์ในการรับพลังงานจากน้ำตาลหรือกลูโคส
ไขมันยังชะลอการแปรรูปกรดไขมัน พวกเขาทำได้สองวิธี: โดยการให้ตับเก็บกรดไขมันมากขึ้นและลดการเผาผลาญไขมันในเนื้อเยื่อ
เซราไมด์ยังมีหน้าที่อื่น ๆ หนึ่งในนั้นคือการเสริมสร้างผนังเซลล์
ศ. ซัมเมอร์จึงแนะนำว่าเนื่องจากการเพิ่มการกักเก็บไขมันจะทำให้ระดับเซราไมด์สูงขึ้นดูเหมือนว่าเซราไมด์จะมีบทบาทในการปกป้องเซลล์จากการแตกออกในช่วงเวลาที่มีปริมาณมากเมื่อร่างกายเพิ่มการกักเก็บไขมัน
อย่างไรก็ตามในกรณีของโรคอ้วนเซราไมด์ดูเหมือนจะมีบทบาทเป็นไขมันที่เป็นพิษ
หนูที่อ้วนมีสุขภาพการเผาผลาญดีขึ้น
ในการศึกษาล่าสุดนักวิจัยได้ลดระดับเซราไมด์ในหนูโดยการปิดขั้นตอนสุดท้ายของการสังเคราะห์เซราไมด์ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้พวกมันได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมของหนูซึ่งสามารถปิดยีนสำหรับ DES1 ในสัตว์ที่โตเต็มวัยได้
พวกเขาพัฒนาสองวิธีในการปิด DES1: แบบทั่วโลกและแบบเลือก ในแนวทางระดับโลกพวกเขาปิดเสียง DES1 ในร่างกายทั้งหมด ในวิธีการคัดเลือกพวกเขาปิดเอนไซม์ในตำแหน่งที่เลือกเช่นในตับหรือเซลล์ไขมัน
เมื่อพวกเขาปิด DES1 เพื่อลดเซราไมด์ในหนูที่เป็นโรคอ้วนมากที่มีภาวะดื้อต่ออินซูลินและไขมันในตับพวกเขาพบว่าวิธีใดวิธีหนึ่งใช้ได้ผล สุขภาพการเผาผลาญของสัตว์ดีขึ้นแม้ว่าจะยังคงเป็นโรคอ้วน
ตับของพวกเขากำจัดไขมันออกไปและการตอบสนองของอินซูลินและกลูโคสก็คมชัดพอ ๆ กับหนูที่มีสุขภาพดี หลังจากสังเกต 2 เดือนสัตว์ยังคงมีสุขภาพที่ดี
ศ. ซัมเมอร์อธิบายว่าแม้ว่าหนูจะไม่ได้ลดน้ำหนัก แต่ร่างกายของพวกมันก็เปลี่ยนวิธีการแปรรูปสารอาหารไปแล้ว
ในการทดลองอีกชุดหนึ่งทีมงานพบว่าการลดระดับเซราไมด์ก่อนที่จะให้หนูกินอาหารที่มีไขมันสูงช่วยหยุดไม่ให้สัตว์เพิ่มน้ำหนักและเกิดภาวะดื้อต่ออินซูลิน
“ เราได้ระบุกลยุทธ์การรักษาที่เป็นไปได้ที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่งและเน้นย้ำว่าระบบทางชีววิทยาที่ซับซ้อนจะได้รับผลกระทบอย่างลึกซึ้งจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างละเอียดเพียงใด”
ศ. สก็อตเอซัมเมอร์
