Исследователи описали инновационный механизм, позволяющий контролируемо стимулировать клеточный расход энергии без сопутствующих токсических эффектов. Этот подход основан на «мягком» разобщении митохондрий.
Ученые разработали и описали инновационный механизм, который позволяет мягко стимулировать клеточный расход энергии, избегая при этом опасных побочных эффектов. Исследование, опубликованное в журнале Chemical Science, сосредоточено на концепции «мягкого митохондриального разобщения» — процессе, в ходе которого клетки увеличивают потребление калорий, сохраняя при этом способность производить жизненно необходимую энергию.
В обычных условиях митохондрии трансформируют питательные вещества в АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту) — ключевой энергетический носитель организма. Разобщение приводит к тому, что часть этой потенциальной энергии не запасается в виде АТФ, а рассеивается как тепло. Это, в свою очередь, вынуждает клетку активнее сжигать жиры и другие энергетические субстраты.
Прежние вещества, способные вызывать подобный эффект, отличались высокой токсичностью и резким действием, что ограничивало их медицинское применение. Новое исследование демонстрирует возможность точной настройки химической структуры молекул для обеспечения медленного и полностью контролируемого протекания процесса разобщения.
В рамках работы была синтезирована серия модифицированных жирных кислот. Было обнаружено, что соединения с особым расположением атомов в ароматическом кольце способны усиливать клеточное дыхание и частично снижать заряд митохондрий. Примечательно, что данный процесс не нарушал синтез АТФ и не вызывал повреждения клеток.
Механистический анализ подтвердил, что «мягкий» эффект обусловлен замедленным переносом протонов через митохондриальную мембрану. В результате энергетический градиент снижается лишь до оптимального уровня, при котором клетки начинают тратить больше энергии, поддерживая при этом свою нормальную функциональность.
По мнению исследователей, эти результаты закладывают фундаментальную основу для создания лекарственных средств нового поколения. Такие препараты могут быть полезны в лечении ожирения, различных метаболических нарушений и возрастных заболеваний, поскольку они исключают риски, присущие традиционным подходам.
