Znajdź zawartość

Dieta wysokotłuszczowa szkodzi. Ale za pośrednictwem jakich mechanizmów? Podczas eksperymentów na myszach Amerykanie wykazali, że przy braku enzymu HDAC3, który reguluje ekspresję genów istotnych dla metabolizmu tłuszczów i wytwarzania energii, dochodzi do rozwoju kardiomiopatii przerostowej ze wszystkim jej konsekwencjami. Zespół doktora Mitchella Lazara ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Pensylwanii zademonstrował, że u myszy pozbawionych HDAC3 pod wpływem wysokotłuszczowej karmy dochodzi do szybkiego przyrostu grubości mięśnia sercowego i niewydolności serca. Jeśli zostanie potwierdzone, że u ludzi występuje podobne zjawisko, w przyszłości modulowanie aktywności enzymu stanie się celem oddziaływania nowej klasy leków. Lazar i inni zauważyli, że u myszy pozbawionych HDAC3 dochodzi do osłabienia ekspresji genów kontrolujących przetwarzanie tłuszczów i produkcję energii. Gdy takie zwierzęta jedzą pokarm wysokotłuszczowy, ich serce nie jest w stanie pozyskać wystarczająco dużo energii i dlatego nie pompuje skutecznie krwi. Te same myszy tolerują normalną dietę równie dobrze jak gryzonie niezmutowane. HDAC3 jest pośrednikiem, który zabezpiecza myszy przed spustoszeniami wywołanymi dietą wysokotłuszczową – wyjaśnia Lazar, dodając, że enzymy HDAC kontrolują ekspresję genów, regulując dostępność chromatyny. Kiedy zwierzę je, zmienia się metabolizm. Pokarm nie modyfikuje jednak genomu, ale tzw. epigenom, czyli molekularne markery na chromatynie, które oddziałują na ekspresję genów przez kształtowanie stopnia upakowania. Wcześniejsze badania naukowców z University of Texas Southwestern Medical Center zademonstrowały, że jeśli HDAC3 usunie się z tkanki serca w trakcie rozwoju płodowego, u zwierząt pojawia się kardiomiopatia przerostowa, doprowadzająca zwykle do zgonów w pierwszych miesiącach życia. Wiedząc, co dzieje się w przypadku embrionów, Lazar i inni chcieli sprawdzić, co się stanie, gdy do delecji (usunięcia) genu HDAC3 dojdzie już po narodzinach. Na zwykłej karmie zmodyfikowane genetycznie gryzonie żyły tak samo długo jak zwykłe myszy, choć w ciągu życia w tkance ich serca akumulował się tłuszcz. Gdy jednak stosowano dietę wysokotłuszczową, stan zdrowia gryzoni szybko się pogarszał i w ciągu kilku miesięcy umierały z powodu kardiomiopatii przerostowej i niewydolności serca. Aby zrozumieć, czemu się tak dzieje, zespół porównał ekspresję genów u młodych mutantów i ich rodzeństwa. Wtedy właśnie zauważono, że dochodzi do spadku ekspresji genów istotnych dla metabolizowania tłuszczu. W przyszłości ekipa chce zbadać związek diety i epigenetyki na poziomie molekularnym. Trzeba też ustalić, czy u miłośników typowej zachodniej diety zachodzą takie same zjawiska jak u myszy.

Brytyjscy lekarze donoszą o niezwykłych perypetiach pacjentki, której najpierw wszczepiono dodatkowe serce, a następnie po tym, jak konieczne było jego usunięcie, udało się przeżyć dzięki czynności własnego organu. Niezwykłą historię opisuje czasopismo Lancet. Problemy szesnastoletniej dziś Hannah Clark zaczęły się już w dzieciństwie. Gdy miała dwa lata, stwierdzono u niej kardiomiopatię przerostową - chorobę polegającą na powiększeniu serca do stopnia zagrażającego niewydolnością. Aby uratować życie pacjentki, wszczepiono jej drugie serce bez usuwania własnego organu. Dziewczyna przeżyła w ten sposób 10 lat, lecz nie był to koniec jej problemów ze zdrowiem... W związku z przeszczepem Hannah musiała przyjmować leki z grupy immunosupresantów, ograniczające reakcję układu immunologicznego przeciwko obcej tkance. Niestety, po pewnym czasie doszło do jednego z najgroźniejszych objawów ubocznych tego typu terapii - u Hannah wykryto nowotwór. Nowa choroba oznaczała konieczność wdrożenia chemioterapii oraz zmniejszenia dawki immunosupresantów. Niestety, już po krótkim czasie doprowadziło to do pojawienia się objawów odrzucenia przeszczepionego dziesięć lat wcześniej serca. Jedynym ratunkiem dla Hannah było usunięcie obcej tkanki w celu uniknięcia gwałtownej reakcji układu odpornościowego. Szesnastoletnia dziś dziewczyna może mówić o niezwykłym szczęściu. Po odłączeniu serca przeszczepionego wcześniej od drugiego człowieka okazało się, że jej własny organ zaczął funkcjonować dostatecznie dobrze, by utrzymać krążenie krwi. Mało tego - po wyleczeniu nowotworu oraz usunięciu obcej tkanki pacjentka może teraz żyć bez regularnego przyjmowania jakichkolwiek leków. Co ciekawe, złagodzeniu uległa także astma, na którą cierpiała do niedawna Hannah. Sir Magdi Yacoub, jeden z lekarzy opiekujących się Hannah, opisuje jej historię tylko jednym słowem: "magia". Nie oczekiwaliśmy, że jej serce dojdzie do siebie, ale gdy zauważyliśmy, że tak się dzieje, byliśmy absolutnie zachwyceni - opowiada. Historia nastoletniej Brytyjki to nie tylko medyczna ciekawostka. Jej przykład pokazuje, że serce obarczone kardiomiopatią może powrócić do prawidłowego funkcjonowania, jeżeli tylko na jakiś czas zmniejszy się jego obciążenie. W przypadku Hannah rolę taką spełniło dodatkowe serce, lecz już teraz coraz częściej stosuje się serca mechaniczne. Tymczasowe wszczepianie mechanicznej pompy zastępującej serce pozwoliłoby nie tylko na eliminację problemów z doborem odpowiedniego dawcy, lecz także na rezygnację ze stosowania immunosupresantów. Wiele wskazuje na to, że taka forma leczenia nie tylko doraźnie usuwa objawy kardiomiopatii, lecz także autentycznie ją leczy.

Niewielka firma biotechnologiczna ze stanu Colorado rozpoczęła prace nad poszukiwaniem nowych leków zapobiegających chorobom serca. Ma w tym pomóc analiza fizjologii pytonów - zwierząt posiadających niezwykłe zdolności regulowania pracy tego niezwykle ważnego mięśnia. Badania prowadzi firma Hiberna Corporation zlokalizowana w mieście Boulder. Jej przedstawiciele podpisali właśnie kontrakt z Biurem Transferu Technologii Uniwersytetu Colorado, na mocy którego uczelnia pomoże finansować badania nad niezwykłymi właściwościami pytonów. Węże te, podobnie jak wiele innych dusicieli, jest w stanie drastycznie "przestawić" swój metabolizm na czas trawienia pokarmu. Naukowcy zaobserwowali, że te niezwykłe gady potrafią po posiłku powiększyć własne serce w ciągu zaledwie kilku dni aż o 60 procent i zwiększyć tempo metabolizmu aż czterdziestokrotnie, a następnie, po zakończeniu procesu trawienia, przywrócić oba te parametry do stanu wyjściowego. Jak tłumaczy badająca pytony prof. Leslie Leinwand z Uniwersytetu Colorado, umiejętne naśladowanie ich fizjologii mogłoby pomóc ludziom walczyć z chorobami układu krążenia. Chodzi tu głównie o zapobieganie przerostowi serca, czyli powiększeniu jego komórek oraz pogrubieniu ścian. Zmiana ta jest naturalną adaptacją do zwiększonego obciążenia układu krwionośnego, lecz jeśli posunie się zbyt daleko (ma to miejsce np. w przypadku nadciśnienia tętniczego), powoduje pomniejszenie objętości komór i przedsionków serca oraz związane z tym upośledzenie jego pracy. W swoich badaniach prof. Leinwand skupiła się na chorobie genetycznej zwanej kardiomiopatią przerostową (ang. hypertrophic cardiomyopathy - HCM). Choroba ta, dotykająca około jednej na pięćset osób dorosłych, objawia się pogrubieniem włókien mięśniowych i wywołaną przez to zmianą kształtu całego serca. Efektem zaburzenia jest osłabienie kurczliwości mięśnia sercowego i w efekcie - upośledzenie krążenia krwi. Warto wspomnieć, że HCM jest najczęstszą przyczyną nagłej śmierci wśród młodych sportowców. W 2006 roku prof. Leinwand otrzymała grant badawczy w wysokości miliona dolarów na prowadzenie swoich badań nad pytonami birmańskimi. Celem analiz było zidentyfikowanie genów odpowiedzialnych za niezwykłe zdolności adaptacyjne gadów. Trzeba przyznać, że opisywane przez badaczkę cechy zwierzęcia robią wrażenie: pytony są w stanie zjeść pokarm ważący tyle samo, co one same, za jednym razem. W związku z tym ich metabolizm musi być zdolny do gwałtownych reakcji. Po posiłku stężenie insuliny we krwi u węża wzrasta czterdziestokrotnie, zaś trójglicerydów - aż stukrotnie. Tak radykalne zmiany z łatwością pozbawiłyby człowieka życia. Co więcej, podczas odpoczynku ich mięśnie (nie licząc mięśnia sercowego, który wraca do pierwotnego rozmiaru w ciągu zaledwie paru dni) niemal nie tracą na masie, co również jest rzadkością w świecie ożywionym. Odkrycie procesów odpowiedzialnych za to zjawisko mogłoby znacznie pomóc w prewencji wyniszczenia związanego z wieloma chorobami, takimi jak AIDS czy nowotwory. Hiberna Corporation otrzymała wsparcie finansowe w wysokości stu tysięcy dolarów na prowadzenie swoich badań. Firma realizuje obecnie projekt sekwencjonowania genomu pytona birmańskiego. Wcześniej przedstawiciele przedsiębiorstwa badali inne zwierzęta, m.in. arktyczne wiewiórki ziemne, również charakteryzujące się niezwykłymi zdolnościami manipulacji pracą własnego serca. W czasie hibernacji ich serce, bijące normalnie z częstotliwością dwustu uderzeń na minutę, spowalnia do zaledwie dwóch uderzeń na minutę. Niestety do dziś nie powstał żaden lek oparty bezpośrednio o wyniki opisywanych badań. Miejmy nadzieję, że tym razem badacze będą mieli więcej szczęścia.