Как древняя мутация может предрасполагать людей к сердечным заболеваниям
Люди - единственные млекопитающие, у которых естественным образом развивается атеросклероз, сужение артерий, которое может вызвать сердечные заболевания. Исследователи связывают это с потерей одного гена у наших предков около 2–3 миллионов лет назад.
Болезни сердца - основная причина смерти во всем мире. В Соединенных Штатах ежегодно от этого заболевания умирает более 600 000 человек.
Ишемическая болезнь сердца - наиболее распространенный вид сердечных заболеваний. Основная причина - атеросклероз, который представляет собой затвердение артерий, кровоснабжающих сердце, из-за накопления зубного налета.
Доктор Аджит Варки, выдающийся профессор медицины, клеточной и молекулярной медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего в Ла-Хойе, давно интересуется тем, как развивается атеросклероз у людей.
Несколько лет назад доктор Варки и его команда отметили, что, хотя люди склонны к атеросклерозу, у других млекопитающих это заболевание не развивается - если ученые не изменяют их диету или гены в лабораторных экспериментах.
В новой статье, появившейся в Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов АмерикиДоктор Варки вместе с соавтором Филипом Гордтсом, доцентом медицины, указывает на генетическую мутацию, произошедшую миллионы лет назад.
Команда описывает, как это может способствовать нашей уникальной предрасположенности к развитию атеросклероза и, как следствие, ишемической болезни сердца.
Потеря молекулы сахара 2–3 миллиона лет назад
В предыдущей статье доктор Варки показал, что у людей - в отличие от нашего близкого родственника шимпанзе - отсутствует функциональная версия гена, называемого CMAH, что означает цитидинмонофосфат (CMP) -N-гидроксилаза ацетилнейраминовой кислоты (Neu5Ac).
Белок, кодируемый CMAH ген преобразует определенную молекулу, называемую N-ацетилнейраминовая кислота (Neu5Ac) в N-гликолилнейраминовая кислота (Neu5Gc). Обе молекулы представляют собой сиаловые кислоты, семейство молекул сахара, которые играют важную роль во многих биологических процессах.
Исследование доктора Варки показывает, что человеческие предки потеряли часть своего CMAH ген около 2–3 миллионов лет назад, в результате чего современные люди не могут производить Neu5Gc. Вместо этого наши клетки в основном полагаются на Neu5Ac в качестве основного источника сиаловой кислоты.
Изучение мышей, которых исследователи генетически модифицировали, чтобы не иметь Cmah, а также Neu5Gc, команда увидела 1,9-кратное увеличение атеросклероза по сравнению с нормальными мышами.
«Повышенный риск, по-видимому, вызван множеством факторов, включая гиперактивные белые клетки и склонность к диабету у людей, подобных мышам», - комментирует д-р Варки.
Neu5Gc в красном мясе и при атеросклерозе
В следующей серии экспериментов д-р Варки и его коллеги проверили влияние диеты с высоким содержанием Neu5Gc на Cmah дефицитные мыши.
Красное мясо - это готовый источник Neu5Gc, который, как ранее показала команда доктора Варки, вызывает хроническое воспаление на их мышиной модели.
Исследователи отметили увеличение атеросклероза в 2,44–3,42 раза в Cmah-дефицитные мыши, которым давали диету с высоким содержанием Neu5Gc и жира, по сравнению с диетой с высоким содержанием Neu5Ac и жира или диетой с высоким содержанием жира, но без сиаловых кислот.
«Эволюционная потеря CMAH у человека, вероятно, способствует предрасположенности к атеросклерозу через множество внутренних и внешних [диетических] механизмов», - комментирует доктор Варки в статье.
«В целом, наша работа может помочь объяснить, почему атеросклероз и связанные с ним осложнения сердечно-сосудистых заболеваний очень распространены у людей и почему эти явления редко возникают спонтанно у других млекопитающих, в отсутствие экспериментальных или диетических манипуляций».
Д-р Аджит Варки
Медицинские новости сегодня спросил доктора Варки, как, по его мнению, мы можем снизить риск развития атеросклероза. Он предложил, чтобы мы «осознали, что, как люди, мы подвержены наибольшему риску».
