Komórka tłuszczowa jest pełna niespodzianek. —Philipp Scherer, Southwestern Medical Center Uniwersytetu Teksańskiego
Komórki tłuszczowe pomagają izolować i chronić narządy organizmu, magazynują energię i witaminy oraz regulują apetyt, metabolizm i odporność. Niektóre z efektów regulacyjnych tłuszczu osiąga się poprzez wydzielanie hormonów, takich jak leptyna i adiponektyna. A jak ostatnio dowiedziono, komórki tłuszczowe komunikują się z narządami poprzez pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, małe cząsteczki związane z lipidami uwalniane z komórek.
Jednak przyrost tkanki tłuszczowej jest jedną z głównych przyczyn zaburzeń metabolicznych w otyłości i cukrzycy typu 2. Nadmierna objętość i dysfunkcja adipocytów, czyli komórek tłuszczowych powoduje, że tracą one swoje korzystne funkcje endokrynologiczne oraz sprzyjają zapaleniu i zwłóknieniu tkanek. Ta niezdrowa ekspansja tkanki tłuszczowej wyzwala ogólnoustrojową lipotoksyczność i insulinooporność oraz sprzyja rozwojowi chorób sercowo-naczyniowych. U otyłych osób, adipocyty ulegają intensywnemu stresowi oksydacyjnemu, powodując utratę funkcji i uszkodzenia mitochondriów. Rezultatem są poważne dysfunkcje mitochondriów, charakteryzujące się zmniejszeniem ich masy, wysoką produkcją reaktywnych form tlenu (ROS) i niskim poziomem ATP w komórkach.
W tej szczególnej sytuacji zaobserwowano ciekawy proces, który opisano w badaniu opublikowanym w Cell Metabolism. Jak we wszystkich komórkach, nadmiernemu stresowi mitochondrialnemu wywołanemu np. dietą wysokotłuszczową w adipocytach przeciwdziała mitohormeza. Jest to proces, w którym przejściowe, łagodne wytwarzanie reaktywnych form tlenu, stymuluje adaptacyjną odpowiedź komórkową, która zapewnia ochronę przed rozwojem silniejszego stresu oksydacyjnego.
Naukowcy wykazali, że adipocyty u otyłych myszy, reagują na stres mitochondrialny poprzez uwalnianie małych pęcherzyków pozakomórkowych (sEV). Te pęcherzyki zawierają zdolne do oddychania, ale uszkodzone przez wolne rodniki elementy mitochondrialne, które wraz z krwioobiegiem dostają się do kardiomiocytów, gdzie wyzwalają wyrzut reaktywnych form tlenu (ROS). W rezultacie uruchamiana jest sygnalizacja antyoksydacyjna w komórkach serca, która chroni kardiomiocyty przed rozwojem stresu oksydacyjnego.
Pojedyncze wstrzyknięcie sEVs z energetycznie obciążonych adipocytów ograniczyło uszkodzenie niedokrwienne komórek serca u myszy. Niniejsze badanie dostarcza pierwszego opisu funkcjonalnego transferu mitochondrialnego między tkankami oraz przykładu „mitohormezy międzynarządowej”.
„To fascynująca obserwacja”, mówi Scott Summers, badacz cukrzycy i metabolizmu z Uniwersytetu Utah, który nie był zaangażowany w projekt. „Myślę, że wszyscy będziemy obserwowali, czy to przemieszczanie się mitochondriów nie stanie się główną ścieżką regulacyjną, za pomocą której organy zmieniają swoje zachowanie”.
Badania zawartości pęcherzyków zewnątrzkomórkowych wykazały, że zawierały one dużą ilość białek mitochondrialnych. Dalsza analiza ujawniła, że chociaż pęcherzyki prawdopodobnie posiadały tylko fragmenty mitochondriów, cząstki te były zdolne do generowania ATP, podobnie jak pełnowymiarowe organelle.
Zespół przeanalizował również próbki osocza ludzkich ochotników. Badacze odkryli, że w osoczu osób otyłych, większa część pęcherzyków pozakomórkowych zawierała mitochondrialne DNA niż pęcherzyki z osocza osób szczupłych, co sugeruje, że fragmenty mitochondrialne mogą również działać jako sygnały u ludzi.
Nie oznacza to, że otyłość jest czymś co może chronić serce, jest wręcz odwrotnie, jednak badanie udowadnia jak niezwykłą rolę pełnią mitochondria w regulacji naszego metabolizmu.
Na podstawie: https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00365-X#secsectitle0010