Порушення в регуляції рівня міді в тканинах відіграє важливу роль у широкому спектрі захворювань, включаючи хворобу Альцгеймера, хворобу Паркінсона й хворобу рухових нейронів. Дослідження молекул, які транспортують мідь у кровотоці, може відкрити нові можливості для діагностики та лікування цих захворювань.
Металева мідь має вирішальне значення для здорового обміну речовин. Проте вченим відомо досить мало про те, як відбувається транспортування міді в організмі.
Пов’язана з білковими молекулами, мідь є життєво важливим компонентом численних ферментів, які каталізують основні метаболічні реакції.
«Біохіміки давно знають про важливу роль міді в організмі людини. Але навіть їм не відомо, як цей елемент потрапляє з їжі до місця призначення, тобто до складу різних ферментів», — підкреслив керівник дослідницької групи, професор Піп Палумаа (Peep Palumaa) з Талліннського технічного університету (Tallinn University of Technology), Естонія.
Мідь наявна у невеликій кількості в усьому організмі. Найвищі концентрації спостерігаються в ділянках тіла з надзвичайно високою активністю, таких як печінка, мозок, серце, нирки і скелетні м’язи.
Серед численних функцій міді можна виділити виробництво енергії під час клітинного дихання, участь в утворенні еритроцитів, а також посилення імунних реакцій і підтримки нервових клітин.
Однак у надлишку мідь може викликати вироблення руйнівних вільних радикалів і спричиняти розвиток запалення.
Дослідження пов’язують порушення в регуляції рівня міді з рядом нейродегенеративних захворювань, включаючи синдром Менкеса, хворобу рухових нейронів, хворобу Паркінсона і Альцгеймера.
Наприклад, у дослідженні, результати яких опубліковані в 2013 р. виданням «Medical News Today», було встановлено, що, коли мідь накопичується в мозку, вона спричиняє розвиток бета-амілоїдних бляшок, які є відмінною рисою хвороби Альцгеймера.
Дослідження показало, що мідь не тільки пригнічує видалення розчинних бета-амілоїдних молекул з мозку, але також спонукає їх злипатися, утворюючи нерозчинні бляшки.
Наразі біохіміки намагаються краще зрозуміти, як організм людини підтримує оптимальний рівень міді в тканинах і що відбувається, коли цей гомеостатичний процес порушується.
Нові знання можуть допомогти вченим розробити інноваційні способи діагностики, моніторингу та лікування захворювань, пов’язаних із порушенням гомеостазу міді.
У рамках цієї діяльності професор П. Палумаа і його колеги прагнули з’ясувати механізм транспортування міді в організмі.
Вчені виявили, що в даному процесі основну роль відіграє лише один білок.
Спорідненість до міді
Щоб виміряти спорідненість кожного білка до міді — тобто наскільки тісно він зв’язується з іонами міді — вчені використовували інноваційні методи: рідинну хроматографію і мас-спектрометрію з індуктивно-зв’язаною плазмою (inductively coupled plasma mass spectrometry — ICP-MS).
Дані біохімічні методи розділяють та ідентифікують молекули, які наявні в невеликій кількості в біологічних рідинах (кров або спинномозкова рідина).
Вчені виявили, що в крові близько 75% іонів міді пов’язані з ферментом церулоплазмін, а близько 25% — з альбуміном.
Однак церулоплазмін зв’язується з міддю настільки міцно, що навряд чи може відігравати ключову роль у транспортуванні цього металу.
З іншого боку, альбумін має набагато менший зв’язок з міддю і, ймовірно, є основним її переносником.
Дослідники виявили, що крихітна частка міді в крові (близько 0,2%) також зв’язується з амінокислотою гістидином. Вони припускають, що гістидин діє як каталізатор, допомагаючи вивільняти мідь з альбуміну, коли він досягає місця призначення, наприклад, печінки.
Регулювання рівня міді
Нове дослідження є результатом співпраці вчених Талліннського технічного університету та шведської фармацевтичної компанії «Wilson Therapeutics AB».
Основним продуктом «Wilson Therapeutics AB» є препарат Decuprate, який є багатообіцяючим терапевтичним засобом для лікування хвороби Вільсона, рідкісного генетичного захворювання, яке пов’язане з накопиченням міді в токсичних кількостях у печінці, мозку та інших тканинах.
Decuprate пов’язує мідь і сприяє її виведенню з організму.
У своїй статті професор П. Палумаа і його колеги стверджують, що результати їх дослідження можуть дозволити виявити порушення метаболізму міді, які характерні для таких захворювань, як хвороба Вільсона і Альцгеймера.
Отримані результати також можуть надати нові способи контролю ефективності таких препаратів, як Decuprate, у регулюванні рівня міді.
За матеріалами www.medicalnewstoday.com
Коментарі
Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим