Lze uzdravit mitochondrie kyselinou cis-vakcenovou (aktivací ELOVL5)?

Budeme pokračovat ve zkoumání cis-vakcenové kyseliny (CVA), která se jeví jako velmi důležitou složkou jednoho velmi speciálního materiálu, používaného v mitochondriích ve vnitřní membráně. Ano, tímto materiálem je kardiolipin, takový zvláštní fosfolipid, se spojenými čtyřmi řetězci mastných kyselin. Normální fosfolipid obsahuje pouze tři řetězce, kardiolipin obsahuje čtyři.

Pokud netušíte, co je cis-vakcenová kyselina, nebo si myslíte, že ji přijímáte z mléčného tuku, přečtěte si nejprve můj předchozí příspěvek.

Obvykle se uvádí, že kardiolipin obsahuje hlavně kyselinu linolovou (18:2n-6). Ale jak jsem zjistil, funkce mitochondrií je značně ovlivněna přítomností CVA. V jedné studii jsem se dočetl, že to souvisí se složením kardiolipinu. A pak už mi AI našla jednu poměrně starou studii zkoumající právě jeho složení (je už z roku 1985), kde se o cis-vakcenové kyselině píše. A ejhle, CVA (18:1n-7) je tam druhá nejzastoupenější mastná kyselina na pozicích 2(2") kardiolipinu! Obsah olejové kyseliny (18:1n-9) je tam 5-krát menší než obsah CVA a např. v srdci potkanů je jí jen asi 2-krát méně než kyseliny linolové. Podívejte se na složení.

Podle typu tkáně se složení mírně liší, ale stále je CVA druhou nejzastoupenější mastnou kyselinou. Na druhé pozici je zastoupena mezí 15 a 26 procenty. Musí tedy být pro správnou funkci mitochondrií naprosto nezastupitelná.

Jak ji získáváme? Je produktem de novo lipogeneze a není esenciální mastnou kyselinou. Naše buňky si ji umějí samy vytvořit. Potřebují k tomu pouze dva enzymy, SCD1 a ELOVL5. Ale potřebují i molekuly NADPH jako kofaktor.

Řekl bych, že právě nedostatek molekul NADPH by zde mohl být klíčový. Pokud se molekuly NADPH spotřebovávají na tvorbu a ukládání tuků nebo na boj se zánětem (činnost NADPH oxidázy NOX2), možná vznikne nedostatek NADPH pro prodloužení kyseliny cis-palmitolejové (C16:1n-7) na kyselinu cis-vakcenovou (18:1n-7). To by pak mohlo narušit správnou tvorbu kardiolipinu a funkci mitochondrií.

Měly by nás tedy zajímat studie zkoumající aktivaci a deaktivaci ELOVL5 a jak je činnost tohoto enzymu modulována. Jednu studii už jsem zde ukazoval v předchozím příspěvku.

Podívejme se na další práci. Je zase staršího data, je z roku 2010, a zkoumá vliv aktivace ELOVL5 u myší při jejich běžné nízkotučné stravě s 10 % tuku (D12450B) a při klasické výzkumné tučné stravě (60 % tuku) založené na sádle a cukru (D12492).

Ve starším příspěvku jsem psal, že sádlo asi neobsahuje vše potřebné pro aktivaci správného spalování tuků. V této studii zmiňují, že krmení sádlem snižuje aktivitu ELOVL5. Vytvořili tedy model, kdy dodatečně zvýší aktivitu ELOVL5 pomocí genetické modifikace, pomocí adenoviru. Jaké budou výsledky takového pokusu?

Nejprve se podíváme na výsledky vlivu aktivace ELOVL5 (Ad-Elovl5) na citlivost na inzulín a hladinu krevní glukózy pro nízko-tučnou (Low Fat) a vysoce-tučnou (High Fat) stravu.
Vidíme, že hladina glukózy při tučné stravě se po aktivaci ELOVL5 srovnala s hladinou na nízko-tučné stravě. Aktivace ELOVL5 probíhala pouze posledních pět dní stude, která celkem trvala 12 týdnů. Změna je tedy prakticky okamžitá.

Podívejme se také na změnu hmotnosti. Je vidět, že aktivace ELOVL5 vedla ke snížení celkové hmotnosti, ale statistické významnosti nebylo dosaženo, 5 dní je asi na dostatečné zhubnutí málo i u myší.

Hmotnost jater se aktivací ELOVL5 zvýšila. Je to zajímavé a souvisí to zřejmě s nižším exportem triglyceridů z jater.

Jak jsem již konstatoval ve starším přispěvku, strava založená čistě na sádle má určité nedostatky. V sádle asi něco chybí a spalování tuků není dostatečně aktivováno. Podle posledních poznatků by to mohla být právě nedostatečná obnova kyseliny cis-vakcenové (C18?1n-7) na druhé pozici kardiolipinu v mitochodnriích. Její nedostatek zvyšuje oxidační stres a tím se spalování tuků potlačuje, více PUFA tuků peroxiduje a také se více tuku ukládá.

Tučná strava založená na sádle značně omezuje tvorbu omega-7 mononenasycených kyselin. Ve stravě nejsou přítomné téměř vůbec a vysoká přítomnost olejové kyseliny omezuje aktivitu enzymu SCD1, tedy delta-9-desaturázy. Ani aktivace ELOVL5 to nedokáže zcela napravit, pouze se změnil poměr C18:1n-7/C16:1n-7. Při nízko-tučné stravě ale k významnému navýšení došlo.

Ještě se podívejme, jak jsou ovlivněny glukoneogenní enzymy závislé na aktivaci faktoru PPARα.

Vidíme tu silné potlačení glukoneogenních enzymů, např. pyruvát karboxylázy (Pcx) i G6Pázy (G6Pc). To se projevuje v nižší inzulínové rezistenci a nižších hladinách krevní glukózy na tučné stravě.

Citace ze studie:

"The high-fat diet significantly lowered hepatic 16:1,n-7 and 18:1,n-7 content. Elevated Elovl5 activity significantly increased the relative abundance of 18:1,n-7 in liver of mice fed the low-fat diet (Ad-Luc, 3.9 ± 0.73 mol% and Ad-Elovl5, 5.5 ± 0.72 mol%, P < 0.01, ANOVA) but not in mice fed the high-fat diet. Stearoyl CoA desaturase-1 (SCD1) converts 16:0 to 16:1,n-7; the high-fat lard diet and elevated Elovl5 activity suppressed hepatic SCD1 expression."

„Strava s vysokým obsahem tuku významně snížila obsah 16:1,n-7 a 18:1,n-7 v játrech. Zvýšená aktivita Elovl5 významně zvýšila relativní množství 18:1,n-7 v játrech myší krmených nízkotučnou stravou (Ad-Luc, 3,9 ± 0,73 mol% a Ad-Elovl5, 5,5 ± 0,72 mol%, P < 0,01, ANOVA), ale ne u myší krmených vysokotučnou stravou. Stearoyl-CoA desaturáza-1 (SCD1) přeměňuje 16:0 na 16:1,n-7; vysokotučná sádlová strava a zvýšená aktivita Elovl5 potlačily expresi SCD1 v játrech.“

Konec citace

Víte, že při zkoumání obezogenních tuků na myších modelech obvykle olivový olej nevychází moc dobře? Tedy olejová kyselina! Ukládá se a způsobuje obezitu. Proč?

Možná je to stejný problém, hodně olivového oleje potlačuje aktivitu enzymu SCD1, může tedy způsobit nedostatek palmitolejové kyseliny omega-7. Pomohlo by doplňování potravin s vysokým obsahem palmitolejové kyseliny (C16:1n-7)?

Výzkumů není příliš mnoho, ale třeba zde autoři zkoušeli vliv palmitolejové kyseliny na rychlost zpracování glukózy v bílé tukové tkáni.

Nevím, jestli autoři věděli o tom, že palmitolejová kyselina je substrátem pro tvorbu cis-vakcenové kyseliny pro mitochondriální kardiolipin, ale výsledky jsou zajímavé. Zpracování glukózy bylo palmitolejovou kyselinu značně urychleno jak v základním stavu, tak i při stimulaci inzulínem. A je to způsobeno aktivací kinázy AMPK, která fosforyluje např. enzym ACC a tak snižuje ukládání tuků.

Pokud bychom chtěli aktivovat zároveň desaturázu SCD1 i elongázu ELOVL5, aby naše játra produkovala dostatek mono-nenasycených kyselin omega-7, pak by k tomu mohlo být vhodné doplňovat MCT olej. Ten aktivují PPARα i různé desaturázy a elongázy, takže bych se ani nedivil, kdyby mechanizmus jejich účinku byl způsoben právě zlepšenou kvalitou kardiolipinu v mitochondriích. O tom, že MCT oleje zlepšují metabolizmus sacharidů, víme už hodně dlouho.