Дефектная регуляция уровня меди в тканях играет важную роль при широком спектре заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и двигательный невроз.
Исследования молекул, которые снабжают кровь кровью, открывают новые горизонты для диагностики и лечения.
Медь имеет решающее значение для нормального обмена веществ. Но ученые на удивление мало знают о том, как тело переносит его и как он поддерживает оптимальный уровень в тканях. Связанная с белковыми молекулами медь является жизненно важным компонентом многих ферментов, катализирующих ключевые метаболические реакции.
Биохимикам давно известно о важности меди в организме человека, но даже они не знают, как этот элемент попадает из нашей пищи в нужные места, т.е. различные медные ферменты», — говорит профессор Пип Пулума, руководитель исследовательской группы Metalprotein в Таллиннском технологическом университете в Эстонии.
Самые высокие концентрации меди обнаруживаются в печени, головном мозге, сердце, почках и скелетных мышцах.
Главные роли
Металлическая медь жизненно важна для производства энергии во время клеточного дыхания, производства эритроцитов, иммунных реакций и поддержания нервных клеток. Если он в избытке, он может вызвать образование разрушительных свободных радикалов и способствовать воспалению в организме. Исследования показали, что проблемы с регулированием уровня меди наблюдаются при нейродегенеративных заболеваниях, включая синдром Менкеса, двигательный невроз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.
Исследование 2013 года показало, что накопление меди в головном мозге способствует развитию бета-амилоидных бляшек, которые являются признаком болезни Альцгеймера. Биохимики пытались лучше понять, как организм поддерживает оптимальный уровень меди в своих тканях и что происходит, когда этот гомеостатический процесс нарушается.
Знания могут помочь им в разработке новых методов диагностики, мониторинга и лечения заболеваний. В рамках этой работы профессор Пулум и его коллеги хотели узнать, как медь транспортируется в организме через кровь. Неожиданно они обнаружили, что процесс менее сложен. Ранее биохимики считали, что в транспорте меди играют роль три белка. Но, согласно новому исследованию, только один из них является крупным игроком.
Сродство к меди
Чтобы измерить сродство каждого белка к меди, то есть насколько тесно он связывается с ионами меди, исследователи разработали новый и инновационный подход, называемый жидкостной хроматографией и ИСП-МС (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой).
Эти биохимические методы разделяют и идентифицируют молекулы, присутствующие в биологических жидкостях, таких как кровь или спинномозговая жидкость. Исследователи обнаружили, что около 75% ионов меди в крови связаны с ферментом церулоплазмином, а около 25% — с ферментом альбумином. Однако церулоплазмин настолько прочно связывается с медью, что вряд ли может играть роль в транспортировке металла туда, где он необходим. Основная функция фермента, по-видимому, заключается в содействии переносу другого белка — железа в кровь.
С другой стороны, альбумин гораздо меньше связывается с медью и, вероятно, является основным переносчиком меди. Исследователи обнаружили, что небольшое количество меди в крови (около 0,2%) также связывается с аминокислотой гистидином.
Считается, что гистидин действует как катализатор высвобождения меди из альбумина, когда он достигает, например, печени. Биохимики считают, что другой белок, называемый макроглобулином альфа-2, также переносит медь. Однако профессор и его коллеги сообщают, что в их экспериментах этот белок не связывался с медью в плазме крови в значительных количествах.
Регулирование уровня меди
Профессор Пулум и его коллеги говорят, что их результаты могут позволить обнаружить нарушения метаболизма меди, характерные для таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера. Их исследования могут также предоставить новые способы контроля эффективности лекарств в регулировании уровня меди.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен