5 دقیقه
یک اسید آمینه واحد و معمای محدودیت کالری
کاهش دریافت کالری راهی اثبات‌شده برای کاهش وزن است، اما سیگنال‌های زیستی دقیقی که باعث می‌شوند چربی کالری بسوزاند، تا کنون به‌طور کامل درک نشده‌اند. یک تیم تحقیقاتی چندملیتی مستقر در ایالات متحده، سیستئین — اسید آمینه‌ای حاوی گوگرد که در بسیاری از غذاهای سرشار از پروتئین فراوان است — را به‌عنوان تنظیم‌کننده‌ای کلیدی در این فرایند شناسایی کرده‌اند. کار آن‌ها که در Nature Metabolism منتشر شده، نشان میدهد کاهش سطح سیستئین میتواند بافت چربی سفید ذخیره‌کنندهٔ انرژی را به بافت چربی قهوهای منتشرکنندهٔ انرژی تبدیل کند و عملاً برنامه‌ای تولیدکنندهٔ گرما و سوزانندهٔ کالری را در بدن فعال سازد.
Experiment design and main findings
برای آزمون علیت، تیم از مدل موشی استفاده کرد که به‌طور ژنتیکی قادر به سنتز سیستئین نبود و میزان سیستئین رژیمی را کنترل کردند. زمانی که سیستئین رژیمی حذف شد، این موشها در عرض تنها یک هفته ۲۵–۳۰٪ از وزن بدن‌شان را از دست دادند در مقایسه با حیوانات کنترل که قادر به تولید یا دریافت سیستئین از طریق رژیم‌شان بودند. بازگرداندن سیستئین وزن و تعادل متابولیک را بازیابی کرد، که نشان میدهد کاهش وزن مستقیماً با دسترسی به سیستئین مرتبط بوده نه با آسیب غیرقابل بازگشت.
موش‌هایی که سیستئین‌شان کاهش یافته بود، به‌سرعت وزن زیادی از دست دادند. (Lee et al., Nat. Metab., 2025)
برای بررسی ارتباط با انسان، پژوهشگران نمونه‌های بافت و دادههای متابولیک ۲۳۸ شرکت‌کنندهٔ یک کارآزمایی محدودیت کالری قبلی را بازتحلیل کردند. بافت چربی افراد تحت محدودیت کالری سطوح پایینتری از سیستئین نشان داد که از فرضیهٔ کاهش کالری رژیمی، کاهش سیستئین و تشویق قهوه‌ای‌شدن چربی در انسان نیز حمایت میکند.
Mechanisms and metabolic trade‑offs
White-to-brown adipose conversion
بافت چربی سفید (WAT) انرژی را بهصورت چربی ذخیره میکند؛ در حالی که بافت چربی قهوهای (BAT) دارای میتوکندری‌های فراوان و پروتئین‌های ویژه‌ای است که انرژی را بهصورت حرارت پراکنده می‌کنند — فرایندی که ترموژنز نام دارد. مطالعهٔ جدید نشان میدهد کمبود سیستئین برنامههای ژنی و تغییرات میتوکندریایی در WAT را فعال میکند که شبیه BAT است و مصرف انرژی کل بدن را افزایش میدهد.
Redox biology and safety concerns
سیستئین نه تنها زیرلایه‌ای برای سنتز پروتئین است؛ بلکه در تعادل اکسیداسیون-احیا سلولی نقش محوری دارد (از طریق گلوتاتیون و مسیرهای مرتبط). نویسندگان مطالعه و کارشناسان مستقل هشدار می‌دهند که مسدودسازی بی‌رویهٔ سیستئین میتواند تعادل اکسیداتیو را مختل کند و باعث آسیب سیستمیک شدید شود. در موشها، محدودیت شدید سیستئین منجر به کاهش وزن بسیار سریع و خطرناک شد، اگرچه این اثر با بازتأمین سیستئین قابل برگشت بود.
«این نتایج نشان میدهد که استراتژی‌های آیندهٔ مدیریت وزن ممکن است تنها به کاهش کالری متکی نباشند»، گفت Krisztian Stadler از Pennington Biomedical Research Center. Eric Ravussin افزود که ترجمهٔ معکوس از یک کارآزمایی محدودیت کالری انسانی بازیکنی جدید در متابولیسم انرژی را شناسایی کرده است.
Implications for therapies and nutrition
هدف‌گیری متابولیسم اسیدآمینه‌ها رویکردی امیدوارکننده اما حساس است. کاربردهای بالقوه شامل برنامههای تغذیهٔ دقیق که مصرف سیستئین را تعدیل می‌کنند، یا مولکولهای کوچک که بهصورت گذرا متابولیسم سیستئین را در بافت چربی تغییر می‌دهند تا ترموژنز افزایش یابد، می‌شود. هر استراتژی درمانی باید به‌دقت منافع را در برابر خطرات حفظ هومئوستاز اکسیداتیو و دیگر فرایندهای وابسته به سیستئین متعادل کند.
فناوری‌های مرتبط که میتوانند روند ترجمه به بالین را تسریع کنند شامل ارسال هدفمند تعدیلکنندههای متابولیک به بافت چربی، متابولومیکس برای پایش جریان سیستئین در بیماران، و وکتورهای ژن‌درمانی برای کنترل فعالیت آنزیمی موضعی در ذخایر چربی هستند.
Expert Insight
دکتر مایا چن، فیزیولوژیست متابولیک (ساختگی)، اظهار کرد: «این مطالعه به‌طور ماهرانه‌ای یک سیگنال تغذیه‌ای مشخص را به یک پیامد متابولیک قوی پیوند میدهد. این دیدگاه، محدودیت کالری را تا حدی به‌عنوان تغییر در سیگنالینگ غذایی — نه فقط کسری انرژی — بازتعریف میکند. با این حال، ترجمهٔ این یافتهها به انسان نیازمند ابزارهای دقیقی است تا مسیرهای سیستئین در بافت چربی را بدون اختلال در دفاع آنتیاکسیدانی سیستمیک، هدایت کند.»
Conclusion
کشف اینکه کاهش سیستئین میتواند چربی سفید را به بافتی شبه قهوهای و سوزانندهٔ کالری تبدیل کند، یک سوئیچ متابولیک پیشتر پنهان را شناسایی میکند که کمک میکند توضیح دهیم محدودیت کالری چگونه وزن بدن را کاهش میدهد. در حالی که این یافتهها راههای جدیدی برای استراتژی‌های مدیریت وزن و درمان‌های متابولیک باز می‌کنند، همزمان چالش‌های ایمنی قابل توجهی را برجسته می‌کنند: سیستئین در زیست‌شیمی اکسیداسیون-احیا و سلامت متابولیک گسترده نقش مرکزی دارد. پژوهش‌های آینده باید راههای ایمن و بافت-محور برای بهره‌برداری از این سوئیچ به نفع بالین تعریف کنند. مطالعهٔ کامل در Nature Metabolism در دسترس است.
منبع: sciencealert
.avif)
نظرات