Открытие может пролить свет на механизм развития болезней Альцгеймера, Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваний. В большинстве случаев никто не знает причину развития Альцгеймера и Паркинсона. Однако ученые установили, что определенные факторы последовательно связаны с этими тяжелыми заболеваниями. Один из них — это повреждение ДНК реактивными разновидностями кислорода, весьма разрушительными молекулами, обычно сформированными как побочный продукт клеточного дыхания.
Другой — наличие чрезмерных уровней меди и железа в областях мозга, связанных со специфическим расстройством.
Ученые из Техасского университета выяснили, как эти два кусочка головоломки нейродегенеративных заболеваний действуют вместе, и связь эту исследователи описали в издании Journal of Alzheimer's Disease.
Высокий уровень меди или железа, по их словам, может действовать как «двойной сглаз» в мозге, одновременно помогая производить большое количество атакующих ДНК реактивных кислородных разновидностей и препятствуя восстановлению ДНК.
«Мы предположили, что дисбаланс повреждения и ремонта ДНК производит наращивание невосстанавливаемого генетического повреждения, вследствие которого может развиться генетическая патология», сказал ведущий автор научной статьи постдокторант Муралидхар Хедж. «Мы до сих пор слишком мало знаем обо всех вовлеченных биохимических механизмах, однако уже установили многократные токсичные механизмы, объединяющие повышенные уровни меди и железа в мозге с обширным повреждением ДНК. Эти патологические особенности наблюдаются в большинстве случаев нейродегенеративных заболеваний».
Обычно у людей в организме есть небольшие уровни железа и меди, необходимые для нормального функционирования организма. Однако у некоторых людей ткани содержат слишком много этих металлов, которые разрушают белки, обычно связывающие эти металлы и изолирующие их для безопасного хранения. В итоге в крови циркулируют так называемые свободные ионы меди и железа, которые стимулируют химические реакции с выделением реактивных кислородных разновидностей.
«Реактивные разновидности кислорода вызывают большинство повреждений в мозге, которое мы видим при Альцгеймере и Паркинсоне, а также при других нейродегенеративных заболеваниях», сообщил Хедж. «Это плохо, даже если нарушается одна из двух нитей ДНК. Когда же рвутся сразу обе нити, для клетки это означает смерть».
Обычно специальные ферменты, известные как NEIL1 и NEIL2, восстанавливают такие повреждения и целостность генома. Однако эксперименты, проведенные учеными, показали, что железо и медь существенно мешают им в этом.
«Наши результаты показали, что блокируя ферменты, железо и медь способствуют дальнейшему повреждению ДНК при нейродегенеративных заболеваниях», сказал Хедж.
Ученые удивились, когда выяснили, какие вещества могут защитить ферменты от меди и железа. Одним из самых сильных защитных веществ является куркумин — распространенная южноазиатская специя, чьи полезные для здоровья свойства были известны и ранее.
«Куркумин весьма эффективно способствует активности ферментов и защищает их от меди и железа», добавил Хедж в заключение.
Другой — наличие чрезмерных уровней меди и железа в областях мозга, связанных со специфическим расстройством.
Ученые из Техасского университета выяснили, как эти два кусочка головоломки нейродегенеративных заболеваний действуют вместе, и связь эту исследователи описали в издании Journal of Alzheimer's Disease.
Высокий уровень меди или железа, по их словам, может действовать как «двойной сглаз» в мозге, одновременно помогая производить большое количество атакующих ДНК реактивных кислородных разновидностей и препятствуя восстановлению ДНК.
«Мы предположили, что дисбаланс повреждения и ремонта ДНК производит наращивание невосстанавливаемого генетического повреждения, вследствие которого может развиться генетическая патология», сказал ведущий автор научной статьи постдокторант Муралидхар Хедж. «Мы до сих пор слишком мало знаем обо всех вовлеченных биохимических механизмах, однако уже установили многократные токсичные механизмы, объединяющие повышенные уровни меди и железа в мозге с обширным повреждением ДНК. Эти патологические особенности наблюдаются в большинстве случаев нейродегенеративных заболеваний».
Обычно у людей в организме есть небольшие уровни железа и меди, необходимые для нормального функционирования организма. Однако у некоторых людей ткани содержат слишком много этих металлов, которые разрушают белки, обычно связывающие эти металлы и изолирующие их для безопасного хранения. В итоге в крови циркулируют так называемые свободные ионы меди и железа, которые стимулируют химические реакции с выделением реактивных кислородных разновидностей.
«Реактивные разновидности кислорода вызывают большинство повреждений в мозге, которое мы видим при Альцгеймере и Паркинсоне, а также при других нейродегенеративных заболеваниях», сообщил Хедж. «Это плохо, даже если нарушается одна из двух нитей ДНК. Когда же рвутся сразу обе нити, для клетки это означает смерть».
Обычно специальные ферменты, известные как NEIL1 и NEIL2, восстанавливают такие повреждения и целостность генома. Однако эксперименты, проведенные учеными, показали, что железо и медь существенно мешают им в этом.
«Наши результаты показали, что блокируя ферменты, железо и медь способствуют дальнейшему повреждению ДНК при нейродегенеративных заболеваниях», сказал Хедж.
Ученые удивились, когда выяснили, какие вещества могут защитить ферменты от меди и железа. Одним из самых сильных защитных веществ является куркумин — распространенная южноазиатская специя, чьи полезные для здоровья свойства были известны и ранее.
«Куркумин весьма эффективно способствует активности ферментов и защищает их от меди и железа», добавил Хедж в заключение.
