Исследование из Йеля раскрыло неожиданную роль L-карнитина при воспалении
Ученые из Йельского университета выяснили, что L-карнитин может действовать как сигнал воспалительной тревоги при тяжелых заболеваниях, таких как сепсис. Исследование открывает новые пути лечения, но не призывает отказываться от мяса.
Широко известный в мире фитнеса и питания нутриент, который естественным образом содержится в красном мясе и продается в виде добавок для сжигания жира, во время болезни может вести себя совершенно иначе. Исследователи из Йельского университета обнаружили, что этот компонент — молекула под названием L-карнитин — при определенных условиях тяжелого воспаления действует как «сигнал тревоги», который активирует иммунную систему и усиливает воспалительные процессы. Результаты исследования, опубликованные в журнале Cell, открывают совершенно новое направление для разработки жизненно важных методов лечения, однако ученые подчеркивают: речь идет вовсе не о призыве немедленно отказаться от мяса или добавок.
Доктор Эрик Хсиех, преподаватель медицины (инфекционные заболевания) в Йельской школе медицины (YSM) и ведущий автор исследования, пояснил, что эта молекула также вырабатывается организмом естественным путем и достигает высоких концентраций в скелетных мышцах. Ее основная известная роль заключается в стимулировании жирового обмена. «L-карнитин помогает транспортировать жиры в митохондрии, где они могут расщепляться для получения энергии, — отметил он. — Проще говоря, он стал синонимом сжигания жира, из-за чего завоевал популярность в качестве пищевой добавки для физических нагрузок и снижения веса».
Исследователи изучили метаболические изменения, которые претерпевает организм во время сепсиса — опасного для жизни состояния, при котором реакция организма на инфекцию повреждает его собственные ткани и органы. «Сепсис представляет собой огромную сложность, — заявил Хсиех. — Пациенты с сепсисом могут тяжело заболеть, и, согласно некоторым исследованиям, показатели смертности среди больных в отделениях интенсивной терапии приближаются к 40%». Хсиех пояснил, что значительный ущерб при сепсисе может быть вызван неконтролируемой воспалительной реакцией, а не неспособностью организма справиться с самой инфекцией.
Эксперименты с воспалительными процессами
В ходе исследования ученые подвергли мышей воздействию липополисахарида (LPS) — бактериального компонента, который обычно используется для моделирования воспаления при сепсисе. Исследователи обнаружили, что после воздействия LPS уровень L-карнитина в крови значительно снизился. «Мы предполагали, что возвращение карнитина животным улучшит их состояние, но на деле оно ухудшилось, — рассказал Хсиех. — Это показало нам, что снижение уровня карнитина было адаптивной реакцией».
Этот неожиданный результат побудил команду изучить, почему именно L-карнитин усугубляет течение болезни. Эксперименты на иммунных клетках мышей и человека показали, что L-карнитин активирует пириновый инфламмасому — часть внутренней «системы тревоги» клетки. Это привело к воспалительному каскаду с участием сигнальной молекулы IL-17, что повысило смертность среди мышей.
Полученные данные могут указать новое направление для исследований сепсиса, области, где прогресс в лечении до сих пор был ограничен. «Мы добились разочаровывающе малых успехов в улучшении лечения сепсиса — помимо понимания того, как лучше применять жидкости, антибиотики и препараты, поддерживающие артериальное давление», — отметил Хсиех.
Одной из потенциальных мишеней является IL-17. «Особенно бросалось в глаза то, насколько вредным оказался IL-17 в этой модели», — подчеркнул он. Исследователи полагают, что целенаправленная фармакологическая блокировка IL-17 у определенных пациентов может остановить воспалительный каскад и спасти жизни.
За пределами сепсиса: мышечные травмы и хронические заболевания
Доктор Эндрю Ван, доцент кафедры медицины (ревматология, аллергология и иммунология) и иммунобиологии в YSM и старший автор исследования, заявил, что эти результаты ставят новые вопросы о том, может ли аналогичный путь способствовать развитию других воспалительных заболеваний. «Существуют интересные генетические данные о том, что обнаруженный нами путь может вносить вклад в воспаление при самых разных заболеваниях, особенно при тех, где поражение мышц ранее считалось второстепенным последствием, а не потенциальным драйвером», — сказал он.
Исследователи нашли подтверждения этой гипотезе при рабдомиолизе — состоянии, при котором поврежденная скелетная мышца быстро распадается и высвобождает свое содержимое в кровоток, что может вызвать острое повреждение почек. На мышиной модели рабдомиолиза транспорт L-карнитина и активация пиринового инфламмасомы усиливали воспаление, что позволяет предположить, что иммунные клетки могут воспринимать L-карнитин, высвобождаемый поврежденной мышцей, как предупреждающий сигнал.
Этот путь также может быть актуален для хронических воспалительных состояний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, воспалительные заболевания кишечника и рак, хотя необходимыль дальнейшие исследования для подтверждения этой связи.
Пищевой контекст и дальнейшие шаги
Полученные данные также поднимают вопросы относительно L-карнитина в рационе питания. Люди, употребляющие пищу животного происхождения, получают большую часть L-карнитина с едой, в то время как вегетарианцы и веганы склонны вырабатывать его в больших количествах внутри организма, хотя общий уровень этой молекулы у них обычно ниже. Тем не менее, Хсиех подчеркнул, что в исследовании L-карнитин рассматривался как изолированный компонент, а не в составе красного мяса или добавок, и работа не доказывает, что их употребление вызывает воспаление.
«Мы не изучали красное мясо как таковое, и сам по себе карнитин не вызывал воспаления, — пояснил Хсиех. — Требуется значительный воспалительный фон, и мы до сих пор не знаем, какой именно воспалительный контекст может привести к такому эффекту у людей. Мы не можем утверждать, что прием добавок с карнитином или повышенное потребление красного мяса всегда вредны. Скорее всего, в большинстве случаев это безопасно, но могут существовать особые обстоятельства, при которых это становится проблематичным».
В дальнейшем ученые надеются лучше понять, как конкретные питательные компоненты взаимодействуют с базовым состоянием здоровья и воспалительным статусом человека. «Сегодня наука о питании все еще находится на стадии описания явлений, — заключил Ван. — Я считаю, что необходимо глубокое понимание всех компонентов, составляющих пищу — подобно таблице Менделеева, — чтобы понять, что делает ту или иную диету «хорошей» или «плохой» для конкретного человека с учетом его уникального состояния здоровья».
