Изменение источника белка может быстро изменить работу печени

Фото из открытых источников

Различные диеты с разным содержанием белка влияли на активность печени у мышей, при этом у тех, кто ел зерновой белок, после голодания наблюдался более высокий уровень аммиака. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Metabolism.

Когда человек начинает употреблять больше растительной пищи, обеспечение достаточного количества белка часто становится приоритетом. В новом исследовании на мышах изучалась еще одна сторона этих изменений: как печень перерабатывает отходы, остающиеся после того, как организм использует белок.

Через четыре дня у мышей, питавшихся смесью растительных белков, после короткого голодания наблюдалось больше аммиака в крови, чем у мышей, питавшихся молочным белком. Аммиак — это продукт распада, который может стать токсичным при чрезмерном накоплении.

Наиболее серьезные проблемы возникли у мышей, в печени которых отсутствовал фермент, участвующий в переработке белка. У таких мышей развился крайне высокий уровень аммиака, и они значительно снизили активность на беговых колесах.

Полученные результаты позволяют более детально изучить реакцию организма на изменение источников белка. Остается неизвестным, происходит ли то же самое у людей.

Когда организм расщепляет белок, он получает необходимые ему вещества, а также некоторое количество отходов. Часть этих отходов — аммиак, и здоровая печень превращает большую его часть в мочевину, гораздо менее токсичное вещество.

Превращение аммиака в мочевину — это часть повседневной работы печени. Эта работа важна, потому что избыток аммиака в крови может нанести вред мозгу.

Исследователи сосредоточили внимание на GDH — ферменте в клетках печени, который помогает перерабатывать белки и выводить из них азотистые отходы. GDH также помогает обеспечивать печень частью сырья, используемого для производства сахара в крови в перерывах между приемами пищи.

Исследование возглавил Пьер Маэхлер, профессор Женевского университета, совместно с Яном Чжоу. Целью исследовательской группы было выяснить, как печень и ГДГ реагируют в первые несколько дней после употребления другого источника белка.

В течение четырех дней исследовательская группа кормила молодых самцов мышей одной из двух диет. Обе диеты содержали одинаковое количество белка: 20% по весу. Один из вариантов получал почти весь белок из казеина, белка, содержащегося в молоке. Другой использовал ячмень, пшеницу, кукурузу, картофель, подсолнечник и пивные дрожжи.

Хотя количество белка совпадало, ингредиенты содержали разные смеси аминокислот — более мелких строительных блоков, из которых состоит белок. Это означало, что печени приходилось перерабатывать разные вещества. Рационы питания также различались по содержанию сахара и жиров. Это важно, поскольку эти различия могли повлиять на некоторые результаты.

Через четыре дня мыши оставались без пищи в течение шести часов. Примерно столько времени требуется мыши, чтобы израсходовать запасы сахара.

У обычных мышей, питавшихся молочным белком, уровень аммиака снижался во время голодания. У мышей, питавшихся зерновым белком, этого не наблюдалось.

В итоге у мышей, получавших зерновой корм, содержание аммиака в крови было примерно в 2,6 раза выше, чем у мышей, получавших молочный корм. У них также было меньше мочевины, то есть меньше токсичных отходов, которые печень производит из аммиака.

Анализы тканей печени показали, что активность GDH была ниже у мышей, получавших зерновой корм. Исследователи предположили, что снижение активности GDH может помочь объяснить более низкий уровень мочевины.

 Затем команда исследователей изучила мышей, печень которых больше не могла вырабатывать GDH. Удаление этого фермента помогло выявить, насколько сильно печень зависит от него. У этих мышей было больше аммиака и меньше мочевины, чем у обычных мышей, независимо от выбранной диеты. Проблема значительно усугубилась, когда они стали употреблять зерновой белок.

Среди мышей с дефицитом GDH у тех, кто ел зерновой белок, после голодания наблюдалось более чем в три раза больше аммиака, чем у тех, кто ел молочный белок. Исследователи охарактеризовали это накопление как серьезное.

Это были специально модифицированные лабораторные мыши. Результаты показывают, что может произойти, когда определенный участок системы выведения отходов из печени перестает функционировать должным образом.

Исследователи также наблюдали за тем, сколько ели мыши и как часто они пользовались беговыми колесами. Мыши, у которых отсутствовала GDH и которые потребляли зерновой белок, бегали примерно на 67% меньше, чем обычные мыши, питавшиеся молочным белком.

В этом сравнении использовались разные диеты и отсутствовал один из ферментов, поэтому оно не может показать, как изменение только белка повлияло на активность. Команда исследователей предположила, что снижение выносливости может быть связано с высоким уровнем аммиака. Однако они измеряли аммиак в крови, а не в мозге, поэтому это объяснение остается недоказанным.

Затем исследователи перевели мышей, которых кормили зерном, на диету с молочным белком на четыре дня. Как обычные мыши, так и мыши с отсутствующей GDH показали более высокие результаты. В итоге разница в результатах бега между двумя группами оказалась настолько незначительной, что могла возникнуть случайно.

«В целом, изменение рациона питания очень быстро изменяет метаболизм печени, но этот эффект так же быстро обратим», — сказал Маехлер.

Употребление зерновых продуктов питания оказывало различное воздействие на уровень сахара в крови. У обычных мышей, употреблявших этот продукт, уровень сахара в крови был ниже до голодания, и они демонстрировали признаки более быстрой реакции на инсулин — гормон, который помогает контролировать уровень сахара в крови.

Исследователи частично связали разницу в уровне сахара в крови с самой пищей. Столовый сахар составлял половину углеводов в молочном рационе, тогда как в зерновом рационе его не было. В целом, команда пришла к выводу, что любая из диет может обеспечить мышей необходимым количеством глюкозы. Результаты показали наличие нескольких эффектов, а не наличие какой-либо одной диеты, превосходящей другие по всем показателям.

Данное исследование не доказывает, что растительная диета вызывает проблемы с усвоением аммиака у людей. В нем участвовали только молодые самцы мышей, небольшие группы и периоды кормления продолжительностью четыре дня.

Кроме того, это не позволяет нам понять, как печень реагирует после нескольких месяцев или лет соблюдения той или иной диеты. А поскольку содержание сахара и жиров также различалось, одного лишь белка может быть недостаточно для объяснения всего, что наблюдали исследователи.

Полезным результатом является то, что метаболизм белковых отходов в печени может быстро меняться, и, по-видимому, важную роль в этом играет ГДГ. Для проведения исследований на людях необходимо отслеживать уровни аммиака и мочевины при изменении рациона питания, чтобы выяснить, имеет ли это значение для людей.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний