В развитых странах ожирение уже некоторое время осознается как заметная угроза населению. Ожирение, разумеется, совсем не эстетическая проблема: Питер Пауль Рубенс умер меньше четырехсот лет назад, и он не видел тут никакой проблемы, только красоту, равно как и множество оставшихся неизвестными авторов палеолитических Венер. Но это было давно, когда еды людям скорее не хватало, чрезмерная полнота была признаком высокого уровня жизни и оставалась явлением единичным. Сейчас еда стала гораздо доступнее, и уже дорогая еда менее жирная и калорийная, чем дешевая. А ожирение из одиночных случаев превращается в эпидемию.
Опасно ожирение не само по себе. Во-первых, чем больше масса тела, тем больше нагрузка на сердечно-сосудистую систему, тем безупречнее должно работать сердце. Разумеется, если Вы – тренированный тяжелоатлет, или, тем паче, сумоист – этой проблемы у Вас не будет, но сумоисты, как правило, сильно худеют после окончания карьеры. Другая проблема – это повышенный риск развития толерантности к глюкозе и диабета. В ответ на прием пищи, поджелудочная железа должна секретировать гормон инсулин, который сообщает остальным клеткам, что в крови много глюкозы, и можно забирать ее себе. Когда инсулин не вырабатывается (диабет I типа) или когда клетки утратили к нему чувствительность, например, из-за частой стимуляции (диабет II типа), глюкоза остается в крови, а клетки голодают. Без адекватной терапии диабет снижает качество и укорачивает продолжительность жизни. Качество, впрочем, страдает, и при адекватной.
У ожирения есть и менее опасные, но неприятные последствия. Например, оно снижает фертильность у женщин. Работа, посвященная этой проблеме, была опубликована месяц назад в журнале Development (Развитие). Известно, что женщины со значительным лишним весом вынуждены чаще прибегать к вспомогательным репродуктивным технологиям, при этом их шансы на успех все равно ниже. Кроме того, ожирение у матери вызывает нежелательные сдвиги в метаболизме ребенка. Этот эффект сохранялся даже в тех экспериментах с животными, в которых только яйцеклетка принадлежала матери, страдающей ожирением, а вынашивала потомство вполне стройная суррогатная мать. То есть причина его не во взаимодействии организмов матери и эмбриона во время вынашивания, а в качестве и количестве яйцеклеток. Но механизм всего этого оставался неизвестен. В обсуждаемой статье описывается механизм влияния ожирения на фертильность и здоровье потомства, и предлагаются способы минимизировать негативные эффекты.
Ключевую роль в описываемом эффекте играют митохондрии. Все митохондрии достаются эмбриону от матери, то есть это митохондрии яйцеклетки. Митохондрии сперматозоида остаются за бортом, внутрь яйцеклетки попадает только ядро. На ранних этапах развития клетки эмбриона мало что синтезируют сами, в том числе, митохондрии в них не размножаются, зато клетки активно делятся. А митохондрии, доставшиеся в наследство от яйцеклетки должны обеспечивать энергией все эти процессы.
Все начинается в эндоплазматическом ретикулуме еще незрелой яйцеклетки. Это внутриклеточная структура, отделенная мембраной от остального вутриклеточного пространства. В эндоплазматическом ретикулуме происходит синтез, модификация и накопление жиров, углеводов и белков и обезвреживание ядов. А еще в нем высокая концентрация ионов кальция, на четыре порядка выше, чем снаружи.
Высокая концентрация жиров в окружающем пространстве токсична для эндоплазмаического ретикулума и митохондрий. Ретикулум перестает работать нормально, в частности, перестают нормально синтезироваться белки и на свободу выходят ионы кальция. Клетка немедленно запускает систему по уничтожению «неправильных» белков и постепенно переваривает сама себя, вместе с правильными. Ионы кальция нарушают разницу потенциалов на мембране митохондрии и из-за этого начинают образовываться токсичные высокореактивные формы кислорода, добавляя в апокалиптическую картину еще и окислительный стресс.
На практике это означало, что у мышей с ожирением развиваются эмбрионы с меньшим количеством митохондрий. Мышата тоже оказывались крупнее сверстников от обычных матерей, в их печени и почках оказалось меньше митохондрий.
Правда, оказалось, что ингибиторы стресса эндоплазматического ретикулума, если давать их мышам до овуляции, предотвращают негативные последствия.
