Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Riktig kosthald og fysisk trening er viktige verkemiddel mot fedme og diabetes.(Illustrasjonsfoto: Pixabay)
Ny kunnskap om protein kan gje legemiddel mot fedme
Vi veit ikkje heilt korleis skjelettmusklane forbrenn energi når vi trenar. Finn vi ut meir, kan det føra til framtidige legemiddel mot både diabetes og fedme.
– Det finst ingen legemiddel som er i nærleiken av kombinasjonen av fysisk trening og riktig kosthald i kampen mot fedme og diabetes type 2, seier stipendiat Abel Mengeste frå Farmasøytisk institutt ved Universitetet i Oslo.
Han forskar på korleis energiomsetjinga i cellene i skjelettmusklane skjer. Skjelettmusklane utgjer 45 til 55 prosent av kroppsvekta vår og er det viktigaste organet for energiomsetjing av glukose og feittsyrer. Fedme kjem av at feittstoff hopar seg opp i cellene.
– Vi har forska på friske celler. Det er ikkje sikkert prosessane er like i celler frå folk med diabetes, seier Abel Mengeste.(Foto: Adam R. Babinski / UiO)
– Når vi trenar, aukar forbrenninga av energi i musklane. Det har vore kjend lenge, men vi kjenner ikkje til detaljane i prosessen. Dersom vi finn ut av det, kan det danna utgangspunkt for legemiddel som etterliknar prosessen, seier han.
– Alle veit at trening er sunt, men me har ikkje detaljert kunnskap om korleis.
Veletablert metode
For å finna ut meir om dette, dyrka Mengeste og kollegaene fram cellemodellar i laboratoriet. Ein cellekultur bestod av muskelceller frå unge, friske menneske. Ein annan inneheldt celler frå middelaldrande personar med ein snittalder på 49 år.
– Vi sende pulsar av elektrisk straum gjennom muskelcellene. Straumpulsen får cellene til å trekkja seg saman, og slappa av att når han forsvinn. Det svarar til korleis cellene i musklane trekkjer seg saman og slappar av når vi trenar, forklarar han, og demonstrerer ved å bøya og strekkja ut armen.
– Metoden er veletablert og utvikla av gruppa vår. Vi såg at energiomsetjinga auka i cellene, både frå unge og middelaldrande personar.
Meir enn mekanikk
Det var viktig og bekrefta at modellen fungerte i samsvar med teorien, men bekrefta eigentleg noko som var kjend frå før. For å koma opp med ny kunnskap, måtte dei gå djupare.
– Vi såg på kva gen og protein som hadde blitt opp- eller nedregulert av «treninga» i muskelcellene, ved hjelp av gensekvensering. I kvar av dei to aldersgruppene var rundt tusen gen endra, men vi kunne snevra det inn til 61 som var regulerte heilt likt, i same retning, forklarar Mengeste.
– Vi fann endringar i 81 protein, og cellene skilde ut 137 ulike protein.
Han forklarar at skjelettmusklane ikkje berre er mekaniske samantrekningsmaskineri. Dei er òg organ som skil ut signalmolekyl som hormon og protein til blodstraumen medan dei jobbar.
Tok opp meir glukose
– Dei vart transporterte rundt til ulike organ som dei påverkar: hjarte, hjerne, lever og så vidare. Det er kanskje derfor trening er så sunt, fordi det hjelper nesten over alt?
Av proteina som vart skilde ut, merka dei seg eitt som blant anna ikkje har vore testa for energiomsetjing hjå menneske tidlegare. Dette proteinet heiter LIF (leukemia inhibitory factor).
– Vi tok nye cellekulturar for å undersøkja kva som skjedde når vi tilførte LIF, og altså utan trening. Då såg vi at glukoseopptaket i cellene auka. Det er jo redusert ved diabetes type 2. LIF spelar moglegvis ei biologisk rolle i energiomsetjinga.
Varmeproduksjon
Annonse
Denne kunnskapen kan potensielt brukast i utvikling av nye legemiddel mot fedme, men Mengeste understrekar at det står att mykje forsking før ein kjem så langt.
– Vi har vist dette på celler i laboratoriet, isolert frå alle andre prosessar som skjer i kroppen når ein trenar, utan blod, nervar, hormon og så vidare. Dessutan har vi forska på friske celler. Det er ikkje sikkert prosessane er like i celler frå folk med diabetes.
No har Mengeste studert eit protein – sarcolipin – som kan få ei muskelpumpe til å gå på tomgang og dermed bruka meir energi. Det er eit anna mogleg angrepspunkt for nye legemiddel mot fedme.
– Sarcolipin vert oppregulert når vi har eit energibehov. Det bidreg til å auke varmeproduksjon i muskelen, som når vi trenar, men òg når vi frys, til dømes. Når ein har testa genetisk manipulerte protein på mus, har dei gått ned i vekt og fått høgare energiomsetjing. Det er mange gunstige effektar på dei negative konsekvensane av fedme, seier Mengeste.
– Men hjå gnagarar skjer ikkje varmeproduksjonen i skjelettmusklane, slik det gjer hjå menneske. Hjå dei skjer varmeproduksjonen i det som heiter brunt feittvev. Resultata derfrå let seg dermed ikkje overføre direkte til oss.
Nye legemiddel
Med utgangspunkt i muskelceller frå unge, friske frivillige dyrka forskarane fram celler der reguleringa av sarcolipin var undertrykt. Så samanlikna dei energiomsetjinga med ikkje-manipulerte kontrollceller.
– Forskjellen var heilt enorm. Energiomsetjinga var mykje dårlegare i dei manipulerte cellene: lågare energiomsetjing og lågare forbrenning av glukose og feittsyrer, fortel Mengeste.
– Det tyder på at manipulering av sarcolipin kan vera ein mogleg strategi for nye legemiddel mot fedme, den nye folkesjukdommen.
Abel Mulu Mengeste: Effects of in vitro exercise and modulation of SERCA on energy metabolism in human skeletal muscle cells. Doktorgradsavhandling ved Universitetet i Oslo, 2022. (Nettside på UiO om avhandlingen)
