Kā sena mutācija var predisponēt cilvēkus sirds slimībām
Cilvēki ir vienīgie zīdītāji, kuriem dabiski attīstās ateroskleroze - artēriju sašaurināšanās, kas var veicināt sirds slimības. Pētnieki to saista ar viena gēna zudumu mūsu senčos apmēram pirms 2-3 miljoniem gadu.
Sirds slimības ir galvenais nāves cēlonis visā pasaulē. Amerikas Savienotajās Valstīs katru gadu šī stāvokļa dēļ mirst vairāk nekā 600 000 cilvēku.
Koronārā sirds slimība ir visizplatītākais sirds slimību veids. Pamatcēlonis ir ateroskleroze, kas ir artēriju sacietēšana, kas piegādā sirdi plāksnes uzkrāšanās dēļ.
Dr Ajit Varki, izcilais medicīnas un šūnu un molekulārās medicīnas profesors Kalifornijas Universitātē San Diego La Jolla, jau sen interesējas par to, kā cilvēkiem attīstās ateroskleroze.
Pirms vairākiem gadiem Dr Varki un viņa komanda atzīmēja, ka, lai gan cilvēkiem ir nosliece uz aterosklerozi, citiem zīdītājiem šis stāvoklis nerodas - ja vien zinātnieki laboratorijas eksperimentos nemanipulē ar savu uzturu vai gēniem.
Jaunā dokumentā, kas parādās Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās Zinātņu akadēmijas raksti, Dr Varki kopā ar līdzstrādnieku Filippu Gordtu, medicīnas docentu, norāda uz ģenētisko mutāciju, kas notika pirms miljoniem gadu.
Komanda apraksta, kā tas var veicināt mūsu unikālo tieksmi attīstīt aterosklerozi un, attiecīgi, koronāro sirds slimību.
Cukura molekulas zudums pirms 2-3 miljoniem gadu
Iepriekšējā rakstā Dr Varki parādīja, ka cilvēkiem - atšķirībā no mūsu tuvā radinieka šimpanzes - trūkst funkcionālas gēna versijas, ko sauc CMAH, kas apzīmē citidīna monofosfātu (CMP) -N-acetilneuramīnskābes (Neu5Ac) hidroksilāze.
Olbaltumviela, ko kodē CMAH gēns pārveido noteiktu molekulu, ko sauc N-acetilneuramīnskābe (Neu5Ac) līdz N-glikolilneuramīnskābe (Neu5Gc). Abas molekulas ir sialīnskābes - cukura molekulu saime, kurai ir būtiska loma daudzos bioloģiskos procesos.
Dr Varki pētījumi liecina, ka cilvēku senči zaudēja daļu sava CMAH gēnu apmēram pirms 2–3 miljoniem gadu, atstājot mūsdienu cilvēkiem nespējīgu izveidot Neu5Gc. Tā vietā mūsu šūnas galvenokārt paļaujas uz Neu5Ac kā galveno sialskābes avotu.
Pētot peles, kuru pētnieki bija ģenētiski izstrādājuši trūkumu Cmahun, paplašinot Neu5Gc, komanda redzēja 1,9 reizes lielāku aterosklerozes pieaugumu, salīdzinot tās ar parastajām pelēm.
"Paaugstināto risku, šķiet, nosaka vairāki faktori, tostarp hiperaktīvas baltās šūnas un tendence uz diabētu cilvēkiem, piemēram, pelēm," komentē Dr Varki.
Neu5Gc sarkanā gaļā un aterosklerozē
Turpmākos eksperimentos Dr Varki un kolēģi pārbaudīja diētas ar augstu Neu5Gc diētu ietekmi uz Cmah deficīta peles.
Sarkanā gaļa ir gatavs Neu5Gc avots, ko Dr Varki komanda iepriekš parādīja, ka viņu peles modelī izraisa hronisku iekaisumu.
Pētnieki redzēja aterosklerozes pieaugumu 2,44 līdz 3,42 reizes Cmah- pelēm ar trūkumu, kuras baroja ar diētu ar augstu Neu5Gc un tauku saturu, salīdzinot ar diētu ar lielu daudzumu Neu5Ac un tauku saturu vai ar diētu ar augstu tauku saturu, bet bez sialīnskābēm.
"Cilvēka evolucionārais CMAH zudums, iespējams, veicina aterosklerozes noslieci, izmantojot vairākus iekšējos un ārējos [uztura] mehānismus," rakstā komentē Dr. Varki.
"Kopumā mūsu darbs var palīdzēt izskaidrot, kāpēc ateroskleroze un no tās izrietošās CVD komplikācijas ir ļoti izplatītas cilvēkiem un kāpēc šie notikumi reti rodas spontāni citiem zīdītājiem, ja nav eksperimentālu vai diētisku manipulāciju."
Dr Ajit Varki
Medicīnas ziņas šodien vaicāja Dr Varki, kā viņš domāja, ka mēs varētu samazināt aterosklerozes attīstības risku. Viņš ieteica mums "saprast, ka kā cilvēki mums ir vislielākais risks".
