MOTS-c: митохондриалният пептид, свързан с метаболизма, инсулиновата чувствителност и клетъчния стрес

MOTS-c (Mitochondrial Open Reading Frame of the 12S rRNA type-c) е малък пептид, който се различава от повечето добре познати пептиди по един фундаментален начин: той е кодиран от митохондриалната ДНК, а не от ядрения геном. Съставен от само 16 аминокиселини, MOTS-c се изследва като част от нов клас молекули — митохондриално производните пептиди (mitochondrial-derived peptides, MDPs). Научният интерес е свързан основно с ролята му в енергийния метаболизъм, инсулиновата чувствителност, реакцията към метаболитен стрес и адаптацията към физическо натоварване. Важно: голяма част от доказателствата са от предклинични модели — данните при хора са ограничени и не позволяват заключение, че MOTS-c е доказано лечение на метаболитни или свързани с възрастта заболявания.

Какво представлява MOTS-c?

MOTS-c е 16-аминокиселинен пептид, кодиран в малка отворена рамка за четене в митохондриалния ген за 12S рРНК. Митохондриите традиционно се разглеждат като „енергийни централи“ на клетката, но съвременните изследвания показват, че те участват активно и в клетъчната сигнализация. MOTS-c е един от пептидите, чрез които митохондриите потенциално предават информация към други части на клетката, включително ядрото: при определени условия на метаболитен стрес MOTS-c може да се премести в ядрото и да влияе върху експресията на гени, свързани с адаптивния клетъчен отговор.

MOTS-c и енергийният метаболизъм

Една от най-изследваните характеристики на MOTS-c е потенциалната му роля в регулирането на начина, по който клетките използват хранителните вещества — с особено внимание върху скелетната мускулатура, един от основните консуматори на глюкоза. В експериментални модели MOTS-c активира метаболитни механизми, свързани с AMPK (AMP-activated protein kinase) — ключов регулатор на клетъчния енергиен баланс. Един от предложените механизми включва влияние върху фолатния цикъл и de novo синтеза на пурини, водещо до натрупване на метаболити, способни да активират AMPK: MOTS-c → фолатен метаболизъм → AICAR-свързана сигнализация → AMPK → адаптация на енергийния метаболизъм.

MOTS-c и инсулиновата чувствителност

В проучване, публикувано през 2015 г. в Cell Metabolism, приложението на MOTS-c при мишки предотвратява развитието на инсулинова резистентност, свързана с възрастта и високомазнинна диета, с ефекти върху телесното тегло и метаболитната хомеостаза. Последващи експерименти също показват подобрена инсулинова чувствителност и промени в липидния метаболизъм при животински модели — изследване от 2019 г. установява, че MOTS-c влияе върху няколко метаболитни пътя и увеличава β-оксидацията при мишки със затлъстяване, индуцирано чрез диета. Тези резултати са интересни, но трябва да се разграничават от клинично доказан ефект при хора.

Какво показват изследванията при хора?

При хората картината е значително по-ограничена — изследванията са насочени предимно към измерване на естествените концентрации на MOTS-c в кръвта и връзката им с метаболитни характеристики. В малко проучване с 20 участници (10 с нормално тегло и 10 със затлъстяване) плазмените концентрации не се различават значимо между групите; наблюдавани са корелации с показатели за инсулинова чувствителност, но по-ясно изразени при участниците без затлъстяване. Това показва защо резултатите от животински модели не могат автоматично да бъдат прехвърлени към човека.

MOTS-c и физическото натоварване

Физическото натоварване предизвиква редица метаболитни и митохондриални адаптации, и MOTS-c е сред митохондриално производните пептиди, изследвани като потенциална част от този адаптивен отговор. При човешки изследвания са наблюдавани промени в циркулиращите нива на MOTS-c след физическо натоварване, включително при издръжливостни и силови упражнения.

MOTS-c и AMPK

AMPK функционира като клетъчен „сензор“ за енергийния статус: при енергиен дефицит активира механизми, подпомагащи производството на енергия и ограничаващи енергоемките процеси. Експерименталните данни свързват MOTS-c с AMPK сигнализацията, което може да има отражение върху глюкозния метаболизъм, окислението на мастни киселини, енергийния баланс, метаболитната адаптация към натоварване и клетъчния отговор към стрес.

MOTS-c и митохондриалният стрес

При метаболитен или оксидативен стрес пептидът може да участва в т.нар. retrograde signaling — комуникация от митохондриите към ядрото. При такива условия MOTS-c може да се транслокира към ядрото и да влияе върху експресията на гени, свързани с клетъчната адаптация към стрес — което предполага роля, по-широка от обикновеното регулиране на енергийния метаболизъм.

MOTS-c и стареенето

Няколко публикации съобщават, че нивата на MOTS-c могат да намаляват с възрастта — хипотезата е, че пептидът участва в поддържането на метаболитната хомеостаза по време на стареене. Експериментални модели показват потенциални ефекти върху инсулиновата чувствителност, метаболитната адаптация, мускулната функция, мастната тъкан и клетъчния стрес. Но тези наблюдения все още не доказват, че приложението на MOTS-c при хора забавя стареенето или увеличава продължителността на живота.

Нови изследвания

По-нови експериментални данни разглеждат ролята на MOTS-c в клетъчното стареене на панкреатичните островни клетки. Проучване от 2025 г. установява намалени нива на MOTS-c при стареене и клетъчна сенесценция, докато приложението му в животински модели повлиява процеси, свързани с β-клетъчната сенесценция и глюкозната непоносимост; авторите съобщават и по-ниски циркулиращи нива при хора с диабет тип 2. Интересни резултати — но все още предимно предклинична база, не доказана терапевтична употреба.

Какво все още не знаем?

• Оптимална фармакокинетика — как се разпределя и метаболизира екзогенният MOTS-c при хора;
• Биологична стабилност — като малък пептид той потенциално подлежи на бърза деградация;
• Дългосрочна безопасност — липсват дългосрочни контролирани клинични данни;
• Клинична ефективност — могат ли ефектите от моделите да бъдат възпроизведени в контролирани изпитвания;
• Точният механизъм — пълната биология на MOTS-c и взаимодействията му с други сигнални системи не са изяснени.

MOTS-c накратко

• Произход — митохондриална ДНК;
• Дължина — 16 аминокиселини;
• Основен интерес — метаболитна регулация и клетъчен стрес;
• AMPK сигнализация — подкрепена от предклинични данни;
• Инсулинова чувствителност — положителни резултати основно при животински модели;
• Връзка с упражненията — наблюдавана в експериментални и човешки изследвания;
• Стареене — активна област на изследване;
• Клинични доказателства — все още ограничени;
• Одобрена терапия — не.

Заключение

MOTS-c е един от най-интересните представители на новия клас митохондриално производни пептиди — с необичаен произход директно от митохондриалния геном. Научните изследвания го свързват с AMPK сигнализацията, глюкозния и липидния метаболизъм, клетъчната адаптация към стрес и физиологичните ефекти на физическото натоварване. Предклиничните резултати са обещаващи, включително по отношение на инсулиновата чувствителност и метаболитната хомеостаза; при хора доказателствата са значително по-ограничени. Затова MOTS-c е най-точно да бъде разглеждан като обект на активно научно изследване, а не като доказана терапия за отслабване, диабет, стареене или други заболявания.

1. 1.Lee C, Zeng J, Drew BG, et al. The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Cell Metab. 2015;21(3):443–454.
2. 2.Kim KH, Son JM, Benayoun BA, Lee C. MOTS-c: A Mitochondrial-Encoded Regulator of the Nucleus. Bioessays. 2019.
3. 3.The mitochondrial-derived peptide MOTS-c is a regulator of plasma metabolites and enhances insulin sensitivity. Physiol Rep. 2019.
4. 4.Plasma MOTS-c levels are associated with insulin sensitivity in lean but not in obese individuals. J Investig Med. 2018.
5. 5.Exercise, Mitohormesis, and Mitochondrial ORF of the 12S rRNA Type-C (MOTS-c). Diabetes Metab J. 2022.
6. 6.Acute endurance exercise stimulates circulating levels of mitochondrial-derived peptides in humans. J Appl Physiol. 2021.
7. 7.Wan W, et al. Mitochondria-derived peptide MOTS-c: effects and mechanisms related to stress, metabolism and aging. J Transl Med. 2023.
8. 8.MOTS-c: A promising mitochondrial-derived peptide for therapeutic exploitation. Front Endocrinol (Lausanne). 2023.
9. 9.MOTS-c, the Most Recent Mitochondrial Derived Peptide in Human Aging and Age-Related Diseases. Int J Mol Sci. 2022.
10. 10.Mitochondrial-encoded peptide MOTS-c prevents pancreatic islet cell senescence and glucose intolerance. Exp Mol Med. 2025.