Як давня мутація може схилити людей до серцевих захворювань
Люди - єдині ссавці, у яких природним чином розвивається атеросклероз - звуження артерій, що може спричинити серцеві захворювання. Дослідники пов'язують це із втратою одного гена у наших предків приблизно 2-3 мільйони років тому.
Хвороби серця є основною причиною смерті у всьому світі. У США щороку внаслідок цього стану помирає понад 600 000 людей.
Ішемічна хвороба серця - найпоширеніший тип серцевих захворювань. Основною причиною є атеросклероз, який полягає у затвердінні артерій, що постачають серце, через скупчення нальоту.
Доктор Аджит Варки, видатний професор медицини та клітинної та молекулярної медицини Каліфорнійського університету Сан-Дієго в Ла-Хойї, давно цікавиться питанням розвитку атеросклерозу у людини.
Кілька років тому доктор Варки та його команда зазначили, що, хоча люди схильні до атеросклерозу, у інших ссавців захворювання не розвивається, якщо вчені не маніпулюють своїм харчуванням або генами в лабораторних експериментах.
У новій статті, що з'являється в Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки, Доктор Варки, разом із співробітником Філіпом Гордцем, доцентом медицини, вказує на генетичну мутацію, яка сталася мільйони років тому.
Команда описує, як це може сприяти нашій унікальній схильності до розвитку атеросклерозу та, як наслідок, ішемічної хвороби серця.
Втрата молекули цукру 2-3 мільйони років тому
У попередній роботі доктор Варки показав, що люди - на відміну від нашого близького родича шимпанзе - не мають функціональної версії гена, який називається CMAH, що позначає цитидинмонофосфат (CMP) -N-ацетилнейрамінова кислота (Neu5Ac) гідроксилаза.
Білок, кодований CMAH ген перетворює певну молекулу, яка називається N-ацетилнейрамінова кислота (Neu5Ac) до N-гліколілнерамінова кислота (Neu5Gc). Обидві молекули є сіаловими кислотами, сімейством молекул цукру, які відіграють важливу роль у багатьох біологічних процесах.
Дослідження доктора Варки вказують на те, що предки людини втратили частину свого CMAH гена приблизно 2-3 мільйони років тому, внаслідок чого сучасні люди не в змозі виробляти Neu5Gc. Натомість наші клітини здебільшого покладаються на Neu5Ac як на основне джерело сиалової кислоти.
Вивчення мишей, яких бракувало дослідників за допомогою генної інженерії Кмах, і, як додаток, Neu5Gc, команда побачила 1,9-кратне збільшення атеросклерозу, коли порівняла їх із нормальними мишами.
"Збільшення ризику, як видається, зумовлене багатьма факторами, включаючи гіперактивні білі клітини та схильність до діабету у таких людей, як миші", - коментує доктор Варки.
Neu5Gc у червоному м’ясі та атеросклероз
У наступному наборі експериментів доктор Варки та його колеги перевірили вплив дієти з високим вмістом Neu5Gc на Кмах дефіцитні миші.
Червоне м’ясо - це готове джерело Neu5Gc, який раніше доктор Варки показав, що викликає хронічне запалення на їх моделі миші.
Дослідники спостерігали збільшення атеросклерозу в 2,44 - 3,42 рази Кмах-дефіцитні миші, які годували дієту з високим вмістом Neu5Gc і жиру, у порівнянні з дієтою з високим вмістом Neu5Ac і жиру або дієтою з високим вмістом жиру, але без сиалових кислот.
"Еволюційна втрата CMAH у людини, ймовірно, сприяє схильності до атеросклерозу через безліч внутрішніх і зовнішніх [дієтичних] механізмів", - коментує доктор Варки в статті.
"Загалом, наша робота може допомогти пояснити, чому атеросклероз та ускладнення серцево-судинних захворювань дуже поширені у людей, і чому ці події рідко трапляються спонтанно у інших ссавців, за відсутності експериментальних та дієтичних маніпуляцій".
Доктор Аджит Варки
Медичні новини сьогодні запитав доктора Варки, як він думає, що ми можемо зменшити ризик розвитку атеросклерозу. Він запропонував нам "усвідомити, що як люди ми зазнаємо найбільшого ризику".
