Неизвестный механизм, который связывает дисфункцию печени с метаболическими заболеваниями, такими как диабет 2 типа и неалкогольная жировая болезнь печени, выявляет исследование, опубликованное в престижном SP. ПриродаС
Исследователи из Гарвардская школа общественного здравоохранения в Гарварде Они считают, что при ожирении печень не может поддерживать надлежащий баланс коэнзимента Q — молекула, жизненно важная для производства клеточной энергии. Это приводит к чрезмерной продукции реактивных форм кислорода из молекул митохондрий, которые могут повредить клетки на высоких уровнях и привести к нарушению метаболизма.
Митохондрии — это клеточные органеллы, которые превращают питательные вещества в энергию. В ходе этого процесса образуются небольшие количества активных форм кислорода — молекулы, которые играют важную роль в передаче сигналов клеток и нормальной физиологии. Проблема возникает, когда эти молекулы накапливаются в чрезмерных количествах, вызывая окислительный стресс. Это состояние связано с рядом хронических заболеваний, таких как диабет 2 типа, ожирение и сердечно -сосудистые заболевания. Несмотря на многолетние исследования, точное происхождение избыточных активных форм кислорода в контексте метаболических заболеваний оставалось неясным.
Новое исследование посвящено печени, основному органу для регуляции глюкозы и липидов в организме. В лабораторных условиях ученые исследуют все возможные источники митохондриальной продукции реактивных форм кислорода у здоровых мышей и с ожирением. Они считают, что ожирение нарушает метаболизм коэнзимента Q в печени, что приводит к уменьшению количества этой ключевой молекулы. Отсутствие достаточного коэнзимента Q вызывает атипичный биохимический процесс, при котором электроны в митохондриях начинают течь в противоположном направлении — явление, называемое задней частью электронов. Этот процесс происходит в ферменте комплекса I, который является частью митохондриальной электронной транспортной схемы. В нормальных условиях комплекс I участвует в производстве энергии. Но при переносе электронов это становится источником чрезмерных количеств активных форм кислорода, что нарушает метаболический баланс в печени.
Особенно важно, чтобы такие изменения в метаболизме коэнзимов Q также наблюдались у людей с неалкогольной жировой болезнью печени. Это дает клиническое значение открытия и подтверждает, что механизм не ограничивается лабораторными животными.
До сих пор попытки лечить метаболические заболевания через антиоксиданты не дают удовлетворительных результатов. Причина, вероятно, в том, что используемые антиоксиданты не являются специфическими и блокируют не только вредные, но и полезные формы реактивных форм кислорода, которые необходимы для нормального функционирования клеток. Напротив, новое исследование предлагает совершенно другой подход. Вместо того, чтобы пытаться «очистить» все реактивные формы кислорода, мы можем сосредоточиться на конкретном месте и механизме их патологической продукции — в данном случае, чтобы поддержать перенос электронов в комплекс I, вызванный дисбалансом кофермента Q.
Этот целевой подход открывает возможность разработать новые лекарства, которые могут восстановить баланс коэнзимов Q или подавлять передачу электронов, не влияя на нормальную митохондриальную функцию. Кроме того, коэнзим Q также может быть использован в качестве биомаркера, молекулы для оценки степени дисфункции митохондрий печени и мониторинга эффективности терапии в случаях диабета и неалкогольных жировых заболеваний.
Дополнительные исследования уже показали, что пищевые добавки с коэнзимом Q10-наиболее распространенная форма у людей-и-кан улучшают чувствительность к инсулину, снижает воспаление и помогает функции печени. Тем не менее, будущие методы лечения могут быть более точной, объединяя различные молекулы для восстановления митохондриального баланса вместо того, чтобы полагаться на универсальный антиоксидант.
Результаты команды Гарварда не только дают новый взгляд на роль печени в развитии метаболических заболеваний, но и обеспечивают реалистичный путь к более эффективной персонализированной терапии.
Ссылки:
1. Goncalves RLS, Wang ZB, Riveros JK, et al. Дисбаланс COQ побуждает обратный транспорт электронов, чтобы нарушить метаболизм печени. Природа. 2025; Doi: 10.1038/s41586-025-09072-1.
2. Turrens JF. Митохондриальное образование реактивного кислорода. J Physiol. 2003; 552 (Pt 2): 335-44. Doi: 10.1113/jphysiol.2003.049478.
3. Бренд MD. Сайты и топология производства супероксида митохондрий. Exp gerontol. 2010; 45 (7-8): 466-472. Doi: 10.1016/j.exger.2010.01.003.
4. Salabei JK, Hill Bg. Митохондриальная физия: механизм биоэнергетической адаптации и выживания при диабете. Антиоксидный окислительно -восстановительный сигнал. 2013; 19 (3): 324-330. Doi: 10.1089/ars.2012.4897.