• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
1133
Метаболизм «по-северному» – когда сахар на пользу
Биология
Семья инуитов. Фото Э. С. Кертиса. Библиотека Конгресса США

Метаболизм «по-северному» – когда сахар на пользу

Считается, что значительное потребление углеводов, в первую очередь сахара и крахмала, провоцирует нарушения обмена веществ. Но недавно ученые выяснили, как лишь одна мутация в гене пищеварительного фермента может сделать вредное полезным 

С нарушениями обмена веществ тесно связано развитие ряда заболеваний, от сердечно-сосудистых до сахарного диабета 2-го типа. При этом показатели метаболизма зависят от многих факторов, таких как генетическая предрасположенность и пищевые привычки самого человека. Включая приверженность к сладкому.

В наш организм углеводы поступают в основном в виде полисахаридов (крахмала) и дисахаридов (сахарозы, лактозы и др.). Но усваиваются они в конечном итоге лишь в виде простых сахаров (моносахаридов): глюкозы, фруктозы, галактозы. Превращение сложных углеводов в простые обеспечивают специальные ферменты. Некоторые из них содержатся в слюне и начинают работать уже в ротовой полости, но большинство трудится в тонком кишечнике.

Один из таких ферментов – сахараза-изомальтаза – расщепляет различные сложные углеводы, включая крахмал, сахарозу, мальтозу и изомальтозу. При гидролизе сахарозы образуются глюкоза и фруктоза, изомальтозы и мальтозы – две молекулы глюкозы.

Однако этот фермент хорошо работает не у всех: мутация, связанная с его «поломкой», широко распространена среди коренных народов арктических регионов. К примеру, в гренландской популяции инуитов частота встречаемости одной копии «дефектного» гена доходит до 39%, хотя число людей с двумя мутантными копиями, полностью лишенных «рабочего» фермента, существенно меньше.

Активный центр фермента сахаразы-изомальтазы, внутри которого находится молекула полисахарида гликана

Недавно датские ученые оценили связь между наличием мутантного гена сахаразы-изомальтазы и показателями обмена веществ у 6,5 тыс. жителей Гренландии. Оказалось, что его носителей можно назвать более здоровыми. У этих людей ниже индекс массы тела и содержание жира в организме, а уровень триглицеридов и липидный профиль более благоприятные. При этом дефицита глюкозы в крови у них не наблюдается, по-видимому, за счет компенсаторной активации синтеза этого простого сахара в печени.

Результаты наблюдений были подтверждены в экспериментах на лабораторных мышах с дефектным ферментом сахаразой-изомальтазой. Такие животные даже при свободном доступе к пище с высоким содержанием жира и сахара набирали существенно меньший вес и в целом отличались более «здоровым» метаболизмом по сравнению с обычными собратьями.

В чем причина? Исследователи предполагают, что углеводы, которые не успевают перевариться в тонком кишечнике из-за дефицита фермента, позднее подвергаются усиленной бактериальной ферментации в толстой кишке – основном местообитании кишечной микрофлоры человека.

Один из продуктов этого процесса – ацетат, про который известно, что его высокий уровень у людей и грызунов связан с более низкими показателями массы тела и уровнем холестерина в крови. И в этом исследовании как у людей, так и у мышей с дефицитом сахаразы-изомальтазы как раз и наблюдался повышенный уровень ацетата. Так что этот фермент представляет собой многообещающую терапевтическую мишень для терапии, направленной на улучшение обмена веществ.

На сегодня уже создано несколько противодиабетических препаратов, которые блокируют работу пищеварительных ферментов, расщепляющих углеводы, и тем самым снижают количество глюкозы, поступающей в кровь. Но избирательная остановка работы гена, кодирующего фермент сахаразу-изомальтазу, может оказаться более эффективной. Речь идет, правда, только о взрослых, так как у детей дефицит этого фермента связан с такими неприятными симптомами, как диарея, боль и вздутие живота. Вероятно, с возрастом организм адаптируется к этой генетической особенности.

Что касается эволюционного смысла такой ферментативной «поломки» у северных народов, то ученые не обнаружили признаков положительного отбора этой мутации и связывают ее высокую частоту со случайными процессами, которые могут происходить в небольших изолированных популяциях.

С другой стороны, поскольку диету коренных народов севера можно назвать скорее мясо-жировой (в начале прошлого века гренландские эскимосы получали за счет углеводов не более десятой части необходимой энергии), то и ощутить пользу такой мутации для метаболизма они не могли. В отличие от нас с вами, так как согласно современным диетическим рекомендациям именно из углеводов мы должны получать не менее половины всех калорий.

Фото: https://commons.wikimedia.orghttps://commons.wikimedia.org

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!