Мідь є ключовим фактором у спалюванні жиру: вчені кажуть, що результати можуть забезпечити нову мету для дослідження ожиріння

Нове дослідження ще більше знищує репутацію міді як найважливішої поживної речовини для людської фізіології. Дослідницька група під керівництвом вченого з Департаменту енергетики Національної лабораторії Лоуренса Берклі (Лабораторія Берклі) та Каліфорнійського університету в Берклі виявила, що мідь відіграє ключову роль у метаболізмі жиру.

Мідь, яка давно цінується як ковкий, провідний метал, що використовується в посуді, електроніці, ювелірних виробах та сантехніці, протягом останнього десятиліття приділяє все більшу увагу своїй ролі у певних біологічних функціях. Відомо, що мідь необхідна для утворення еритроцитів, поглинання заліза, розвитку сполучної тканини та підтримки імунної системи.

Нові висновки з’являться у липневому друкованому випуску Природа Хімічна біологія але опублікована сьогодні в Інтернеті, вперше встановлює роль міді в метаболізмі жирів.

Групу дослідників очолив Кріс Чанг, викладач кафедри хімічних наук лабораторії Берклі, професор хімії в Університеті Берклі, дослідник Медичного інституту Говарда Хьюза. Співголовні автори дослідження - Лакшмі Крішнамурті та Джозеф Котруво-молодший, обидва дослідники докторантури з хімії з університету Берклі в лабораторії Берклі.

"Ми виявили, що мідь необхідна для розщеплення жирових клітин, щоб їх можна було використовувати для отримання енергії", - сказав Чанг. "Він діє як регулятор. Чим більше міді, тим більше розщеплюється жиру. Ми вважаємо, що варто вивчити, чи може дефіцит цієї поживної речовини пов'язаний із ожирінням та захворюваннями, пов'язаними з ожирінням".

Дієтична мідь

Чанг сказав, що мідь потенційно може зіграти роль у відновленні природного способу спалювання жиру. Поживних речовин багато в таких продуктах, як устриці та інші молюски, листова зелень, гриби, насіння, горіхи та квасоля.

За даними Ради з питань харчування та харчування Інституту медицини, середня потреба дорослої людини в міді в харчуванні становить приблизно 700 мікрограмів на день. Рада з питань харчування та харчування також виявила, що лише 25 відсотків населення США отримують достатню кількість міді щодня.

"Мідь - це не те, що організм може виробляти, тому нам потрібно отримувати його за допомогою дієти", - сказав Чанг. "Типова американська дієта, однак, не включає багато зелених листових овочів. Наприклад, азіатські дієти містять більше продуктів, багатих міддю".

Але Чанг застерігає від прийому добавок міді в результаті цих результатів дослідження. Занадто багато міді може призвести до дисбалансу з іншими важливими мінералами, включаючи цинк.

Мідь як "гальмо на гальмі"

Дослідники зробили мідно-жирову ланку за допомогою мишей з генетичною мутацією, яка викликає накопичення міді в печінці. Примітно, що у цих мишей жирові відкладення більші, ніж у середньому, порівняно з нормальними мишами.

Спадковий стан, відомий як хвороба Вільсона, також зустрічається у людей і може призвести до летального результату, якщо його не лікувати.

Аналіз мишей з хворобою Вільсона показав, що аномальне накопичення міді супроводжувалося нижчим, ніж нормальний рівень ліпідів у печінці, порівняно з контрольними групами мишей. Дослідники також виявили, що біла жирова тканина або білий жир мишей з хворобою Вільсона мали менший рівень міді порівняно з контрольними мишами і відповідно більш високий рівень жирових відкладень.

Потім вони лікували мишей із хворобою Вільсона ізопротеренолом, бета-агоністом, який, як відомо, індукує ліполіз, розщеплення жиру до жирних кислот через сигнальний шлях циклічного аденозинмонофосфату (цАМФ). Вони відзначили, що миші з хворобою Вільсона виявляли меншу активність розщеплення жиру в порівнянні з контрольними мишами.

Результати спонукали дослідників провести аналіз культури клітин для з’ясування механізму впливу міді на ліполіз. Для вимірювання рівня міді в жировій тканині дослідники використовували обладнання з індуктивно зв'язаною плазмовою мас-спектроскопією (ICP-MS) у лабораторії Берклі.

Вони виявили, що мідь зв'язується з фосфодіестеразою 3 або PDE3, ферментом, який зв'язується з цАМФ, зупиняючи здатність цАМФ сприяти розщепленню жиру.

"Коли мідь зв'язує фосфодіестеразу, це як гальмо на гальмі", - сказав Чанг. "Ось чому мідь має позитивну кореляцію з ліполізом".

Підказки від корів

Зв'язок між метаболізмом міді та жиру зовсім не дивно. Дослідники фактично знайшли натяки на зв'язок у галузі тваринництва.

"У великої рогатої худоби було відзначено, що вміст міді в кормах впливатиме на жирність м'яса", - сказав Чанг. "Цей вплив на жирові відкладення у тварин був у сільськогосподарській літературі, але не було ясно, які біохімічні механізми пов'язують мідь і жир".

Нова робота базується на попередніх дослідженнях лабораторії Чанга щодо ролі міді та інших металів у нейронауці. На підтримку ініціативи BRAIN президента Барака Обами, лабораторія Берклі забезпечила фінансування насіння Чанг у 2013 році за допомогою програми досліджень та розробок, спрямованої на лабораторію. Робота Чанга продовжувалась через триінституційне партнерство BRAIN, союз з лабораторією Berkeley, UC Berkeley та UC San Francisco.

З міді в людських тілах особливо великі концентрації виявляються в мозку. Недавні дослідження, в тому числі під керівництвом Чанга, виявили, що мідь допомагає клітинам мозку спілкуватися між собою, діючи як гальмо, коли настає час зупинки нервових сигналів.

Поки Чанг спочатку зосередився на ролі міді в нейронних зв'язках, він розгорнув дослідження металів у жировому обміні та інших біологічних шляхах. Цю останню роботу в основному фінансували Національні інститути охорони здоров’я.

Більше інформації: Лакшмі Крішнамурті та ін., Мідь регулює циклічний АМФ-залежний ліполіз, Природа Хімічна біологія (2016). DOI: 10.1038/nchembio.2098