Kaip senovės mutacija gali nulemti žmonių širdies ligas
Žmonės yra vieninteliai žinduoliai, kuriems natūraliai išsivysto aterosklerozė - arterijų susiaurėjimas, kuris gali paskatinti širdies ligas. Tyrėjai tai sieja su vieno geno praradimu mūsų protėviuose maždaug prieš 2-3 milijonus metų.
Širdies ligos yra pagrindinė mirties priežastis visame pasaulyje. Jungtinėse Valstijose dėl šios būklės kasmet miršta daugiau nei 600 000 žmonių.
Koronarinė širdies liga yra dažniausias širdies ligų tipas. Pagrindinė priežastis yra aterosklerozė, tai yra arterijų, tiekiančių širdį, sukietėjimas dėl apnašų kaupimosi.
Daktaras Ajitas Varki, išskirtinis medicinos ir ląstelinės bei molekulinės medicinos profesorius Kalifornijos San Diego universitete La Jolla, jau seniai domisi tuo, kaip žmonėms vystosi aterosklerozė.
Prieš kelerius metus dr. Varki ir jo komanda pažymėjo, kad nors žmonės linkę į aterosklerozę, kiti žinduoliai šios būklės nesukuria - nebent mokslininkai laboratorinių eksperimentų metu manipuliuoja savo mityba ar genais.
Naujame dokumente, pasirodžiusiame Jungtinių Amerikos Valstijų Nacionalinės mokslų akademijos darbai, Dr. Varki kartu su bendradarbiu Philipu Gordtsu, medicinos docentu, nurodo genetinę mutaciją, įvykusią prieš milijonus metų.
Komanda aprašo, kaip tai gali prisidėti prie mūsų unikalaus polinkio susirgti ateroskleroze ir, iš esmės, išemine širdies liga.
Cukraus molekulės praradimas prieš 2-3 milijonus metų
Ankstesniame darbe dr. Varki parodė, kad žmonėms, skirtingai nei mūsų artimam šimpanzei, trūksta funkcinės geno, vadinamo CMAH, kuris reiškia citidino monofosfatą (CMP) -N-acetilneuramino rūgšties (Neu5Ac) hidroksilazė.
Baltymai, kuriuos koduoja CMAH genas paverčia tam tikrą molekulę, vadinamą N-acetilneuramino rūgštis (Neu5Ac) iki N-glikolilneuramino rūgštis (Neu5Gc). Abi molekulės yra sialinės rūgštys, cukraus molekulių šeima, atliekanti svarbų vaidmenį daugelyje biologinių procesų.
Daktaro Varki tyrimai rodo, kad žmogaus protėviai prarado dalį savo CMAH maždaug prieš 2-3 milijonus metų, todėl šiuolaikiniai žmonės negalėjo gaminti Neu5Gc. Vietoj to, mūsų ląstelės dažniausiai remiasi Neu5Ac kaip pagrindiniu sialo rūgšties šaltiniu.
Tiriant peles, kurių mokslininkai genetiškai modifikavo, kad trūksta Cmahir išplėtus Neu5Gc, komanda matė 1,9 karto padidėjusį aterosklerozę, kai jas lygino su įprastomis pelėmis.
"Panašu, kad padidėjusią riziką lemia daugybė veiksnių, įskaitant hiperaktyvias baltąsias ląsteles ir polinkį į diabetą žmonėms, pavyzdžiui, pelėms", - komentuoja dr. Varki.
Neu5Gc raudonoje mėsoje ir aterosklerozėje
Kitų eksperimentų metu dr. Varki su kolegomis išbandė dietos, turinčios daug Neu5Gc, poveikį Cmah trūksta pelių.
Raudona mėsa yra paruoštas Neu5Gc šaltinis, kurį anksčiau dr. Varki komanda parodė, kad jų pelių modelyje atsirado lėtinis uždegimas.
Tyrėjai pastebėjo, kad aterosklerozė padidėjo 2,44 iki 3,42 karto Cmah- pelėms, turinčioms trūkumų, kurios šėrė dietą, kurioje yra daug Neu5Gc ir riebalų, palyginti su dieta, kurioje yra daug Neu5Ac ir riebalų, arba dieta, kurioje yra daug riebalų, bet be sialo rūgščių.
"Žmogaus evoliucinis CMAH praradimas greičiausiai prisideda prie aterosklerozės polinkio per įvairius vidinius ir išorinius [dietinius] mechanizmus", - komentuoja dr. Varki.
"Apskritai, mūsų darbas gali padėti paaiškinti, kodėl aterosklerozė ir dėl to atsirandančios ŠKL komplikacijos žmonėms yra labai paplitusios ir kodėl šie įvykiai retai pasitaiko spontaniškai kitiems žinduoliams, jei nėra eksperimentinių ar dietinių manipuliacijų."
Daktaras Ajitas Varki
Medicinos naujienos šiandien paklausė dr. Varki, kaip, jo manymu, galime sumažinti aterosklerozės išsivystymo riziką. Jis pasiūlė mums „suvokti, kad mums, kaip žmonėms, kyla didžiausia rizika“.
