Ник Норвиц: фруктоза не дает жирам сжигаться

Источник

Фруктоза более метаболична, чем я думал. Метаболична — это забавное слово, не так ли? Я только что его придумал. Это портмантро, объединяющее «метаболический» и «диаболический». Но теперь, когда я привлек ваше внимание своим бредом, хочу серьезно поговорить о науке, опубликованной в журнале Cell Metabolism, которая обсуждает синергетические способы, с помощью которых фруктоза ингибирует сжигание жира. Я выделяю четыре способа, и мы рассмотрим некоторые данные. В конце этого видео, если вы еще не против фруктозы, вы дважды подумаете, прежде чем выпить сладкий напиток или, смею сказать, съесть слишком много меда.

В этом видео я расскажу о четырех механизмах, с помощью которых фруктоза ингибирует сжигание жира: транскрипционном, посттрансляционном, митохондриальном и метаболическом. Но прежде чем я это сделаю, мне нужно дать вам немного информации для понимания. Обратите внимание, это создаст основу для вашего понимания этих четырех механизмов.

Первый аспект касается центральной догмы в биологии, которая описывает, как ДНК превращается в белок. Проще говоря, ДНК транскрибируется в мРНК. Затем мРНК переводится с помощью рибосом в белки, функциональные единицы вашей клетки. Транскрибирование — это процесс превращения ДНК в мРНК. Перевод — это процесс превращения мРНК в белок. Теперь я определил транскрипцию.

Посттрансляционный — это то, что происходит после этого. Как только у вас есть белок, он может быть модифицирован другими белками, такими как фосфатные или ацетильные группы, что изменяет его функцию. Это и есть посттрансляционные изменения.

Теперь о митохондриальном. Я имею в виду, что митохондрии, энергетические станции клетки, на самом деле очень динамичны. Они не просто однородные блоки. Они подвергаются делению и слиянию, что изменяет их функцию. Если вас интересует эта тема, я сделал другое видео, которое вы можете найти по ссылке ниже.



Наконец, я хочу представить двух ключевых участников этой истории. Первый — это CPT-1. CPT-1 — это транспортный белок, который помогает переносить жирные кислоты через митохондриальную мембрану в митохондрии, где они сжигаются для получения энергии. Если жирные кислоты не могут попасть в митохондрии, они не могут быть сожжены. Таким образом, CPT-1 является лимитирующим ферментом в процессе сжигания жира, и его функция очень важна.

Последний участник, которого я хочу представить, — это кетогексокиназа, которая участвует в метаболизме фруктозы. Для целей этого видео важно знать, что если вы блокируете кетогексокиназу, вы блокируете метаболизм фруктозы. Это достаточно информации для понимания. Теперь я хочу перейти к механизмам, начиная с первого — транскрипционного.

Одним из экспериментов, проведенных исследователями, было кормление мышей разными диетами в течение 10 недель. Одна из диет была высокожировой, что на самом деле означает западную диету, то есть с высоким содержанием жиров и углеводов. Другие диеты включали высокожировую с добавлением глюкозы или высокожировую с добавлением фруктозы. Затем они изучили транскрипцию белка CPT-1a. Это можно сделать с помощью техники, называемой RNA-seq, и они исследовали мРНК CPT-1a, которая является лимитирующим ферментом в процессе сжигания жиров. Более низкие уровни означают меньшую способность сжигать жиры, а более высокие — большую способность.
На графике по оси Y представлены уровни мРНК CPT-1a, где более высокие значения считаются лучшими. По оси X знак минус означает отсутствие siRNA, а знак плюс — наличие siRNA. siRNA — это техника, позволяющая подавлять белок. В данном случае подавляется кето-гексокиназа. Таким образом, на графике показаны уровни CPT-1a при различных диетах и то, что происходит при подавлении кето-гексокиназы, что блокирует метаболизм фруктозы.
Вопрос, который они задают, заключается в том, что происходит с уровнями этого белка, способствующего сжиганию жиров, на транскрипционном уровне при подавлении кето-гексокиназы. В результате наблюдается увеличение уровней CPT-1a во всех группах при подавлении кето-гексокиназы. Это говорит о том, что метаболизм фруктозы важен для регуляции лимитирующего фермента в процессе сжигания жиров. Когда метаболизм фруктозы снижается, уровень этого белка, способствующего сжиганию жиров, увеличивается.
Важно проверить, изменяет ли это изменение в мРНК фактические уровни белка. Для этого они провели анализ, называемый Вестерн-блотом. На этом анализе более толстые полосы означают большее количество белка. При подавлении кето-гексокиназы наблюдается увеличение уровня белка CPT-1a. В итоге, метаболизм фруктозы важен для регуляции лимитирующего фермента в сжигании жирных кислот. При увеличении метаболизма фруктозы уровень фермента, сжигающего жирные кислоты, снижается. При подавлении метаболизма фруктозы сжигание жирных кислот увеличивается, и уровень белка будет выше.
Это первая часть — транскрипционная. Вторая часть — посттрансляционная. Я представил это в таком порядке, потому что это имеет смысл, но не буду углубляться в эту часть слишком подробно. Важно знать, что после синтеза белка его функция может быть изменена путем добавления различных групп. Одна из таких групп называется ацетильной.



Одно из направлений исследований заключалось в изучении изменений в протеоме и ацетиломе при нокауте кето-гексокиназы. Исследователи обнаружили значительные изменения в ацетиломе при добавлении фруктозы, а нокаут кето-гексокиназы блокировал метаболизм фруктозы. Это подчеркивает, что даже когда белки уже присутствуют, их функция изменяется в зависимости от наличия или отсутствия фруктозы в рационе и общего метаболизма фруктозы. Происходят изменения на уровне транскрипции ДНК. После образования белков их функция может изменяться за счет добавления ацетильной группы, что позволяет включать и выключать функции белков.

Теперь перейдем к третьему пункту, который мне особенно интересен, — митохондриям. Как я уже говорил, митохондрии очень динамичны. Они подвергаются делению и слиянию, что изменяет их функции. Важно поддерживать баланс, но в контексте этого видео слишком много деления можно считать негативным. Разделение митохондрий, их фрагментация — это не хорошо. При обработке фруктозой митохондрии чаще делятся, чем сливаются, и в результате образуются маленькие митохондрии, которые можно увидеть на электронном микроскопе. Если присутствует фруктоза, митохондрии становятся меньше и разрушаются. Однако, когда блокируется метаболизм фруктозы, а именно блокируется фермент кето-гексокиназа, митохондрии не делятся так активно и остаются большими и здоровыми. Это говорит о том, что метаболизм фруктозы важен для контроля морфологии митохондрий и, следовательно, их функции.

Наконец, перейдем к четвертому пункту, который я называю метаболическим, и он связан с инсулинорезистентностью. Инсулинорезистентность — это состояние, когда организм становится устойчивым к гормону инсулину. Обычно это приводит к гиперинсулинемии: поджелудочная железа вырабатывает больше инсулина, чтобы заставить организм реагировать, так как клетки становятся «глухими». Однако есть одна важная деталь. Проблема инсулинорезистентности у людей заключается в том, что не все клетки и пути в клетках одинаково устойчивы к инсулину. Это довольно избирательный процесс.

Причина, по которой это является проблемой, заключается в том, что, когда вы становитесь инсулинорезистентными, некоторые клеточные сигнальные пути оказываются недостаточно стимулированными. Поскольку это избирательно, поджелудочная железа пытается компенсировать, выделяя больше инсулина, и уровень инсулина становится очень высоким. В тех путях, которые не являются резистентными, происходит их переактивация. Вот что такое избирательная инсулинорезистентность. Это важно понимать.

Что происходит с фруктозой, как показали другие исследования, так это то, что фруктоза уникально способствует инсулинорезистентности. В результате вы становитесь гиперинсулинемичными, и эта гиперинсулинемия может фактически чрезмерно ингибировать белок под названием AMP-киназа, который является важным регулятором в клетке. Ингибируя AMP-киназу, она не может выполнять свою функцию. Одной из задач AMP-киназы является ингибирование белка ACC1, который важен для генерации метаболита малонил-CoA, который, в свою очередь, ингибирует CPT, важный для окисления жирных кислот.
Основная идея заключается в том, что инсулинорезистентность, вызванная фруктозой, приводит к гиперинсулинемии, а эта гиперинсулинемия блокирует окисление жирных кислот через избирательную инсулинорезистентность на системном уровне. Я выделяю четыре механизма: транскрипционный, посттрансляционный, митохондриальный и метаболический. Это действительно интересно.

Я хочу подчеркнуть, что не пытаюсь сеять страх. Я шутил о меде в начале, и, хотя есть много меда, вероятно, не будет хорошей идеей для вашей печени или общего здоровья, это не значит, что вы не можете есть мед или фрукты. В живых людях, питающихся разнообразной пищей, существует множество переменных. На самом деле, ваши кишечники могут биоконвертировать небольшие дозы фруктозы в другие сахара, чтобы уменьшить вред. Если вы хотите добавить в свой рацион немного черники, делайте это.



Я считаю, что обсуждение таких данных полезно. Мы должны более критически и тонко подходить к тому, как различные метаболиты влияют на наше здоровье. Часто мы стремимся свести это к избыточным или пустым калориям, но это гораздо сложнее. Пока мы не осознаем это как индивидуумы и как общество, я не думаю, что сможем действительно взять под контроль наше метаболическое здоровье. Это действительно интересно, и я надеюсь, что к концу этого видео и других, которые я поделюсь, вы почувствуете энтузиазм по поводу сложности биологии и того, как сильно то, что мы едим, влияет на нашу биологию на системном и клеточном уровнях. Метаболизм действительно увлекателен, гораздо более увлекателен, чем мой рацион и энергетический баланс. Давайте вместе выйдем за рамки этого. Увидимся в следующий раз. Пока.

Ник Норвиц: 5 мифов о насыщенных жирах