Восстановительный стресс возникает, когда клетки накапливают избыток электронов, которые играют важную роль в производстве энергии. «Пища, которую мы едим, как правило, очень богата электронами», – говорит Вамси Мутха, доктор медицины из Департамента молекулярной биологии Массачусетса и старший автор исследования Nature. "Но если существует дисбаланс между спросом и предложением на эти электроны – в частности, избыточное предложение – вы можете получить восстановительный стресс."
Диета с высоким содержанием жиров и употребление алкоголя могут вызвать редукционный стресс в клетках печени. Хотя восстановительный стресс был связан с некоторыми редкими генетическими нарушениями, известными как митохондриальные заболевания, его роль в более распространенных состояниях изучена недостаточно.
Коллега Мута и ведущий автор исследования, массовый гепатолог Рассел Гудман, доктор медицинских наук, доктор философии, руководил командой, которая вводила генно-инженерный фермент под названием LbNOX в печень лабораторных мышей, которым давали алкоголь. «Алкоголь генерирует тонны электронов, и это вызывает сильный восстановительный стресс», – говорит Гудман. Тем не менее, LbNOX предотвращал развитие у мышей восстановительного стресса. «Исследование показало, что мы можем использовать этот генетический инструмент для контроля восстановительного стресса в печени», – говорит он. "Мы можем отдать это и забрать."
Команда определила в крови метаболит под названием альфа-гидроксибутират, который повышается, когда электроны накапливаются в клетках печени.
Это заинтриговало исследователей, поскольку уровни альфа-гидроксибутирата связаны с инсулинорезистентностью, фактором риска диабета 2 типа и ожирением. Предыдущий генетический анализ связал уровни альфа-гидроксибутирата у людей с вариантом гена под названием GCKR, который встречается примерно у 50 процентов людей и, по-видимому, влияет на риск многих заболеваний и нездоровых черт, таких как ожирение печени и повышенный уровень жиров в крови. называемые триглицериды.
Они показали, что мутация GCKR в клетках печени мыши была связана с высоким уровнем альфа-гидроксибутирата, связывая его с восстановительным стрессом.
Важно отметить, что это исследование (которое финансировалось Marriott Foundation) показало, что лечение восстановительного стресса с помощью LbNOX снижает уровни триглицеридов, которые увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний, и улучшают метаболические факторы, включая резистентность к инсулину.
Мута считает, что альфа-гидроксибутират можно использовать в качестве биомаркера для тестирования восстановительного стресса, и что LbNOX может однажды служить средством лечения заболеваний, вызванных метаболической дисфункцией. «LbNOX расширяет возможности нового класса исследований, которые мы называем« причинный метаболизм », – говорит Мута. "Они впервые позволяют нам управлять метаболизмом в живых организмах и видеть, каковы будут последствия."