Oamenii de știință au știut decenii la rând că dieta influențează vitalitatea organismului, dar modul exact în care celulele „citesc” și folosesc nutrienții a rămas parțial un mister. Acum, o echipă de la Universitatea din Köln, Germania, a decodificat acest limbaj chimic, demonstrând în publicația Nature Cell Biology cum un singur aminoacid – leucina – acționează ca un scut protector pentru centralele energetice ale celulei.
Acum, cercetătorii de la Universitatea din Köln au identificat un nou mecanism care arată cum Unul dintre cei mai puternici aminoacizi esențiali, recunoscut tradițional pentru rolul său în construirea și refacerea fibrelor musculare. Acționează ca un senzor de nutrienți, transmițând celulelor semnalul să înceapă să producă energie. poate îmbunătăți performanța Structuri microscopice aflate în interiorul celulelor noastre, având rolul de a transforma nutrienții din alimente în energie pură. Sunt adesea supranumite „uzinele electrice” sau „bateriile” organismului uman. Concluziile lor demonstrează că leucina contribuie la conservarea proteinelor esențiale implicate în producerea de energie, permițând celulelor să genereze energie mai eficient. Studiul, condus de profesorul dr. Thorsten Hoppe de la Institutul de Genetică și de la Clusterul de Excelență CECAD pentru Cercetarea Îmbătrânirii, a fost publicat în Nature Cell Biology sub titlul „Leucina inhibă degradarea proteinelor membranei mitocondriale externe pentru a adapta respirația mitocondrială”.
Din ce alimente obținem leucina și cum protejează ea mitocondriile?
Leucina este un aminoacid esențial, ceea ce înseamnă că organismul nu o poate produce singur și trebuie obținută din alimentație. Se găsește frecvent în alimentele bogate în proteine, inclusiv carne, produse lactate, fasole și linte. Deși leucina este deja cunoscută pentru rolul său în sinteza proteinelor, noua cercetare a relevat o altă funcție importantă a acesteia.
Echipa a constatat că leucina previne degradarea anumitor proteine situate pe suprafața exterioară a mitocondriilor. Aceste proteine ajută la transportul moleculelor metabolice importante în mitocondrii, astfel încât producția de energie să poată continua în mod eficient. Protejând aceste proteine împotriva degradării, leucina permite mitocondriilor să funcționeze la un nivel superior și ajută celulele să facă față cerințelor energetice crescute.
„Am fost încântați să descoperim că starea nutrițională a unei celule, în special nivelurile sale de leucină, are un impact direct asupra producției de energie. Acest mecanism permite celulelor să se adapteze rapid la cerințele energetice crescute în perioadele de abundență a nutrienților.”, a declarat dr. Qiaochu Li, primul autor al studiului.
Mecanismul SEL1L: Secretul din spatele longevității celulare
Cercetătorii au identificat, de asemenea, o proteină-cheie numită O componentă-cheie a sistemului intern de „curățenie” al celulei. Identifică și distruge proteinele defecte sau uzate, prevenind astfel acumularea de „gunoi celular” care ar putea declanșa boli grave. care ajută la reglarea acestui proces. În condiții normale, SEL1L acționează ca parte a sistemului de control al calității din celulă, identificând proteinele deteriorate sau pliate incorect și marcându-le pentru distrugere.
Conform studiului, leucina pare să suprime activitatea SEL1L. Ca urmare, sunt descompuse mai puține proteine mitocondriale, ceea ce îmbunătățește eficiența mitocondrială și stimulează producția de energie celulară.
„Modularea nivelurilor de leucină și SEL1L ar putea fi o strategie de stimulare a producției de energie. Cu toate acestea, este important să se procedeze cu prudență. SEL1L joacă, de asemenea, un rol crucial în prevenirea acumulării de proteine deteriorate, ceea ce este esențial pentru sănătatea celulară pe termen lung.”, a adăugat Li.
Mai simplu spus, deși suprimarea proteinei SEL1L de către leucină oferă celulei un boost de energie pe termen scurt prin păstrarea activă a mitocondriilor, pe termen lung, organismul are nevoie de această proteină pentru a face curățenie și a recicla „gunoiul” celular. Așadar, cheia stă într-un Totalitatea reacțiilor chimice care au loc neîncetat în interiorul unei celule pentru a o menține în viață – de la extragerea energiei din hrană, până la regenerare și eliminarea toxinelor. echilibrat, nu doar într-o simplă supradoză de suplimente.
Implicații medicale: de la tratarea bolilor metabolice la viitoarele terapii oncologice
Pentru a înțelege mai bine impactul mai larg al descoperirii, cercetătorii au studiat efectele metabolismului leucinei la micul vierme rotund Un nematod (vierme) microscopic, transparent, extrem de folosit în cercetarea genetică. Oamenii de știință îl studiază deoarece procesele sale metabolice și de îmbătrânire sunt surprinzător de asemănătoare cu cele umane. Ei au descoperit că problemele legate de descompunerea leucinei ar putea afecta funcția mitocondrială și chiar provoca probleme de fertilitate.
Echipa a examinat, de asemenea, celule de cancer pulmonar uman și a constatat că unele mutații asociate cu cancerul, care afectează metabolismul leucinei, păreau să îmbunătățească supraviețuirea celulelor canceroase. Această constatare sugerează că respectiva cale metabolică ar putea juca un rol important în viitoarele cercetări privind cancerul și în dezvoltarea de terapii.
În ansamblu, studiul oferă noi dovezi că nutrienții fac mult mai mult decât să alimenteze pur și simplu organismul. Aceștia influențează, de asemenea, în mod activ modul în care celulele generează și gestionează energia la nivel molecular. Prin descoperirea modului în care leucina reglează activitatea mitocondrială, cercetătorii consideră că munca lor ar putea contribui, în cele din urmă, la orientarea unor noi tratamente pentru tulburările metabolice, cancer și alte boli legate de producția deficitară de energie.
Descoperirea echipei de la Köln ne amintește un adevăr fundamental: dieta nu reprezintă doar „combustibil” calitativ, ci și un set de instrucțiuni pe care le transmitem propriului ADN și mitocondriilor în fiecare zi. Rămâne de văzut cum aceste informații moleculare vor fi transformate în terapii clinice pentru pacienții cu afecțiuni grave.
Studiul a fost publicat în jurnalul științific Nature.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
Pupilele se dilată la surpriză, iar creierul pare să treacă într-un mod de „reîmprospătare”
Bacteriile care dau gust brânzeturilor artizanale ar putea fi utile și intestinului
Cum poate fi transformat ADN-ul într-un dispozitiv de stocare a datelor care consumă de 100 de ori mai puțină energie
Oamenii de știință explică de ce mersul devine mai greu odată cu vârsta
