نجح العلماء في تسريع محطات الطاقة في الخلايا بحيث تحرق المزيد من السعرات الحرارية

طور العلماء أدوية تجريبية تجعل الميتوكوندريا في خلايانا تعمل بجهد أكبر وتحرق المزيد من السعرات الحرارية. يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى علاجات جديدة للسمنة وتحسين الصحة الأيضية.

يُطلق على الاختراع الذي يمكن أن يشكل طفرة في مكافحة وباء السمنة الذي يجتاح العالم اسم “أجهزة فصل الميتوكوندريا”. تم وصفه في منشورات الجمعية الملكية للكيمياء في بريطانيا العظمى العلوم الكيميائية. واعترفت المجلة بهذه الدراسة بأنها “مقالة الأسبوع”.

تتسبب “أدوات فصل الميتوكوندريا” في حرق الميتوكوندريا للطاقة بكفاءة أقل، مما يؤدي إلى إطلاق الوقود كحرارة بدلاً من تحويله إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات لتستخدمه الخلية، كما يوضح الكيميائي تريستان رولينج. جامعة التكنولوجيا سيدني، الذي قاد الدراسة.

“غالبًا ما تسمى الميتوكوندريا مراكز توليد الطاقة في الخلية. فهي تحول الطعام الذي تتناوله إلى طاقة كيميائية – ATP. تعطل أدوات فصل الميتوكوندريا هذه العملية، مما يجعل الخلايا تستخدم المزيد من الدهون لتلبية احتياجاتها من الطاقة، كما يقول. – يمكنك مقارنتها بمحطة الطاقة الكهرومائية. عادة، يتدفق الماء من الخزان عبر التوربينات لتوليد الكهرباء. تعمل قواطع الميتوكوندريا مثل التدفق في السد، مما يسمح لبعض هذه الطاقة بتجاوز التوربينات بحيث يتم فقدها كحرارة بدلاً من إنتاج طاقة مفيدة.”

تم اكتشاف المركبات التي تسبب فك اقتران الميتوكوندريا لأول مرة منذ قرن من الزمان تقريبًا، لكن تلك الأدوية المبكرة كانت عبارة عن سموم قاتلة تسببت في ارتفاع درجة الحرارة والوفاة.

“خلال الحرب العالمية الأولى، فقد عمال الذخائر في فرنسا الوزن، وعانوا من ارتفاع درجات الحرارة، ومات البعض. ووجد العلماء أن هذا ناجم عن مادة كيميائية مستخدمة في المصنع، 2،4-دينيتروفينول. يعطل DNP إنتاج الطاقة في الميتوكوندريا ويسرع عملية التمثيل الغذائي. وقد تم تسويقه لفترة وجيزة في الثلاثينيات كواحد من أول منتجات فقدان الوزن. وكان فعالا بشكل مثير للدهشة، ولكن تم حظره في نهاية المطاف بسبب آثاره السامة الشديدة. جرعة فقدان الوزن والجرعة المميتة هي قالت الأستاذة المساعدة رولينج: “قريب بشكل خطير”.

في دراسة جديدة، ابتكر العلماء أدوات فصل الميتوكوندريا “الخفيفة” الأكثر أمانًا عن طريق ضبط البنية الكيميائية للجزيئات التجريبية. هذا جعل من الممكن ضبط مدى قوة تأثير أداة الفصل على إنتاج الطاقة الخلوية.

في حين أن بعض الأدوية التجريبية تعزز نشاط الميتوكوندريا دون الإضرار بالخلايا أو إضعاف قدرتها على إنتاج الـ ATP، فإن البعض الآخر يسبب نفس الانفصال الخطير مثل المركبات السامة القديمة.

ساعدت عمليات المحاكاة الحاسوبية في الكشف عن سبب اختلاف سلوك الجزيئات الأكثر أمانًا. تعمل أدوات فصل الميتوكوندريا الخفيفة على إبطاء العملية إلى مستوى تستطيع الخلايا التعامل معه، مما يحمي من التأثيرات الضارة.

فائدة أخرى لفك الارتباط الخفيف للميتوكوندريا هي أنها تقلل من الإجهاد التأكسدي في الخلية. قد يحسن الصحة الأيضية، وله فوائد مضادة للشيخوخة، ويحمي من الأمراض التنكسية العصبية مثل الخرف.

لا يزال العمل في هذا الاتجاه في مرحلة مبكرة جدًا، ولكن تم بالفعل إنشاء الأساس للأدوية الآمنة لفقدان الوزن في المستقبل.