Употребление в пищу продуктов с высоким содержанием жиров может вызвать воспаление и метаболический стресс в почках, что приведет к хроническому заболеванию, которое в тяжелых случаях требует диализа или трансплантации. А поскольку ожирение растет во всем мире, это растущая проблема – около 10% людей в Великобритании живут с хроническим заболеванием почек.
Ученые из Крика изучали общую характеристику заболевания – появление липидных капель внутри почечных клеток, чтобы разгадать давнюю загадку, защищает ли это функцию почек или вредит ей.
Работая со специалистами по электронной микроскопии в Crick, команда использовала сложные генетические методы, доступные на плодовой мушке (Drosophila), чтобы показать, что липидные капли защищают почечную систему от повреждения из-за избыточного количества жиров в пище.
При диете с высоким содержанием жиров липидные капли накапливаются внутри нефроцитов, которые у мух являются эквивалентом клеток почек человека, называемых подоцитами. Здесь капли действуют как «безопасное убежище» для хранения лишних жиров вдали от остальной части клетки. Фермент под названием ATGL находится на поверхности липидных капель и помогает безопасно избавляться от накопленных жиров. ATGL делает это, скармливая жиры в усвояемой форме соседним митохондриям, где они могут быть расщеплены на менее токсичные молекулы.
Липидные капли необходимы для защитного процесса, так как, когда ученые использовали генетические методы для предотвращения их образования, жиры, оставшиеся свободными внутри нефроцитов, вызвали существенное повреждение и нарушение функции почек.
Алекс Гулд, руководитель лаборатории физиологии и метаболизма в Crick и ведущий исследователь исследования, говорит: «Уже много лет известно, что липидные капли появляются при самых разных заболеваниях, от диабета до рака мозга. Гораздо менее ясно, делают ли они ситуацию лучше или хуже."
"Приятно узнать, что липидные капли являются неотъемлемой частью борьбы почек с жировой перегрузкой.
Эти удивительные структуры оказались намного больше, чем крошечные шарики жира, и теперь мы хотим выяснить, применима ли их защитная роль в почках к другим заболеваниям."
Ученые также обнаружили, что повышение экспрессии фермента ATGL у плодовых мушек способно устранить большую часть повреждений, вызванных диетой с высоким содержанием жиров, восстанавливая нормальную функцию клеток почек.
Дрозофилы являются полезной моделью для понимания биологии почечной недостаточности у людей, поскольку в почечных системах обоих видов есть важные сходства, включая присутствие фермента ATGL.
Ола Любожемска, которая выполнила большую часть этой работы в лаборатории физиологии и метаболизма в Крике, объясняет: «Эти результаты находятся на ранней стадии, но открывают новое направление для клинических исследований хронических заболеваний почек.
Например, можно разработать лекарство, которое усиливает фермент ATGL у почечных пациентов. Это позволит более эффективно выводить излишки пищевых жиров клетками почек, улучшая, таким образом, функцию почек."