Za rozvojem rezistence k inzulinu stojí i mitochondriální geny

25. 02. 2025

Obezita, vysoká hladina cukru v krvi nebo inzulinová rezistence patří mezi nejčastější příznaky metabolického syndromu. Jeho dědičné příčiny však zatím nejsou zcela objasněny. Vědci z laboratoře Bioenergetiky Fyziologického ústavu AV ČR a Národního institutu CarDia zjistili, že důležitou roli při rozvoji příznaků metabolického syndromu by mohla hrát variabilita DNA v mitochondriích.

Mitochondrie, nazývané též buněčné elektrárny, jsou organely v našich buňkách, které mají svůj původ v bakteriích a zachovávají si svoji vlastní DNA (mtDNA). mtDNA obsahuje genetickou informaci důležitou pro přeměnu energie a dědí se jen po matce. Podle variant mtDNA můžeme lidskou populaci rozdělit na rodiny, tzv. haplotypy.

Možnost souvislosti mezi variantami mtDNA a náchylností k metabolickému syndromu naznačila již řada předchozích studií. Lidé se ale mezi sebou geneticky liší nejen v mtDNA, a tak je obtížné zkoumat, jak k této náchylnosti přispívá. Vědci z Fyziologického ústavu AV ČR využili unikátní kmeny potkanů, které v předchozích letech vytvořili a které se mezi sebou liší pouze přirozenými variantami mtDNA. Zjistili, že u některých kmenů se rezistence k inzulinu rozvinula po dlouhodobém podávání diety s vysokým obsahem tuku. „Určité varianty mtDNA snižovaly schopnost efektivně produkovat energii v některých tkáních. To bylo způsobeno narušením produkce speciálních proteinů kódovaných mtDNA a nezbytných pro energetický metabolismus,“ uvádí autorka studie Alena Pecinová z Fyziologického ústavu AV ČR. Narušení metabolismu následně vedlo k hromadění bioaktivních lipidů (diacylglycerolů), jež negativně ovlivňují inzulinovou signalizaci v organismu.

„Metabolický syndrom se obecně týká poruch přeměny energie v těle, při které hrají mitochondrie nezastupitelnou roli. Navíc se ukázalo, že některé symptomy metabolického syndromu se liší mezi etnickými skupinami, což by mohlo být dáno právě rozdíly v mtDNA u jednotlivých haplotypů,“ doplňuje Alena Pecinová.

Výhoda, která už neplatí

U lidí se fyziologické varianty mtDNA objevily a částečně geograficky fixovaly během migrace z Afriky na jiné kontinenty. Některé teorie naznačují, že tyto varianty mohly pomoci při adaptaci na odlišné klimatické podmínky. Co ale bylo prospěšné historicky, může představovat rizikový faktor v moderní době. Získané poznatky dokládají, že rozdíly v mtDNA mohou přispívat k rozvoji metabolického syndromu, což otevírá nové možnosti v prevenci léčby např. při cukrovce.

„V dalším výzkumu se zaměřujeme na studium vlivu variant mtDNA na rozvoj inzulinové rezistence během stárnutí a nedávno jsme začali zkoumat také rozdíly mezi pohlavími po podání diety s vysokým obsahem tuků,“ uzavírá Alena Pecinová.

Kontakt:

RNDr. Alena Pecinová Ph.D.
Fyziologický ústav AV ČR
alena.pecinova@fgu.cas.cz

Reference:

Pecina P., Čunátová K., Kaplanová V., Puertas-Frias G., Šilhavý J., Tauchmannová K., Vrbacký M., Čajka T., Gahura O., Hlaváčková M., Stránecký V., Kmoch S., Pravenec M., Houštěk J., Mráček T., Pecinová A.: Haplotype variability in mitochondrial rRNA predisposes to metabolic syndrome. Communications Biology 7(1):1116 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-06819-w

TZ ke stažení zde.