Kuidas iidne mutatsioon võib inimesi südamehaiguste tekkeks soodustada
Inimesed on ainsad imetajad, kellel loomulikult areneb ateroskleroos - arterite ahenemine, mis võib südamehaigusi soodustada. Teadlased seostavad seda ühe geeni kadumisega meie esivanematel umbes 2–3 miljonit aastat tagasi.
Südamehaigused on kogu maailmas peamine surmapõhjus. Ameerika Ühendriikides sureb selle seisundi tõttu igal aastal üle 600 000 inimese.
Koronaartõbi on kõige levinum südamehaiguste tüüp. Põhipõhjus on ateroskleroos, mis on naastude kogunemise tõttu südant varustavate arterite kõvenemine.
Dr Ajit Varki, La Jollas asuva California San Diego ülikooli meditsiini ning raku- ja molekulaarmeditsiini professor, tunneb pikka aega huvi selle vastu, kuidas ateroskleroos inimestel areneb.
Mitu aastat tagasi märkis dr Varki ja tema meeskond, et kuigi inimestel on kalduvus ateroskleroosi, ei teki teistel imetajatel seda seisundit - välja arvatud juhul, kui teadlased laboratoorsetes katsetes oma dieedi või geenidega manipuleerivad.
Uues paberil, mis ilmub aastal Ameerika Ühendriikide Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised, Osutab dr Varki koos meditsiini dotsendi kaastöötaja Philip Gordtsiga geenimutatsioonile, mis toimus miljoneid aastaid tagasi.
Meeskond kirjeldab, kuidas see võib kaasa aidata meie ainulaadsele eelsoodumusele arendada ateroskleroosi ja laiemalt ka südame isheemiatõbe.
Suhkrumolekuli kaotus 2-3 miljonit aastat tagasi
Eelmises artiklis näitas dr Varki, et inimestel - erinevalt meie lähisugulasest šimpansist - puudub funktsionaalne versioon geenist nimega CMAH, mis tähistab tsütidiinmonofosfaati (CMP) -N-atsetüülneuramiinhappe (Neu5Ac) hüdroksülaas.
Valk, mida kodeerib CMAH geen teisendab teatud molekuli, mida nimetatakse N-atsetüülneuramiinhape (Neu5Ac) kuni N-glükolüülneuramiinhape (Neu5Gc). Mõlemad molekulid on siaalhapped, suhkrumolekulide perekond, millel on oluline roll paljudes bioloogilistes protsessides.
Dr Varki uuringud näitavad, et inimese esivanemad kaotasid osa oma CMAH geen umbes 2–3 miljonit aastat tagasi, jättes tänapäeva inimestele võimatuks Neu5Gc tootmise. Selle asemel toetuvad meie rakud peamiselt Neu5Ac-le kui siaalhappe peamisele allikale.
Hiirte uurimine, mille teadlased olid geneetiliselt muundanud puuduseks Cmahja laiendusega Neu5Gc nägi meeskond ateroskleroosi 1,9-kordset tõusu, kui nad võrdlesid neid tavaliste hiirtega.
"Näib, et suurenenud risk on tingitud mitmest tegurist, sealhulgas hüperaktiivsetest valgelibledest ja kalduvusest suhkruhaigusele inimestel nagu hiirtel," kommenteerib dr Varki.
Neu5Gc punases lihas ja ateroskleroosis
Järgmises katses katsetasid dr Varki ja tema kolleegid Neu5Gc sisaldava dieedi mõju toidule Cmah puudulikud hiired.
Punane liha on Neu5Gc valmisallikas, mida dr Varki meeskond näitas varem hiire mudelis kroonilist põletikku.
Teadlased nägid ateroskleroosi tõusu 2,44 kuni 3,42 korda Cmah-puudulikkusega hiired, kes toitsid dieeti, milles oli palju Neu5Gc ja rasva, võrreldes kõrge Neu5Ac- ja rasvasisaldusega dieediga või suure rasvasisaldusega, kuid ilma siaalhapeteta dieediga.
"Inimese evolutsiooniline CMAH kaotus aitab tõenäoliselt ateroskleroosi eelsoodumusele läbi mitme sisemise ja välise [dieedi] mehhanismi," kommenteerib doktor Varki.
"Üldiselt võib meie töö aidata selgitada, miks ateroskleroos ja sellest tulenevad CVD tüsistused on inimestel väga levinud ja miks need nähud esinevad harva spontaanselt teistel imetajatel, eksperimentaalse või dieediga manipuleerimise puudumisel."
Dr Ajit Varki
Meditsiiniuudised täna küsis dr Varki, kuidas tema arvates võiksime vähendada ateroskleroosi tekke riski. Ta soovitas meil "mõista, et inimestena oleme kõige suuremas ohus".
