Открытие биохимиками UCLA нового метода для предотвращения окисления в незаменимых жирных кислотах клеточных мембран имело возможность привести к новому классу более действенных пищевых добавок и вероятно оказать помощь бороться с нейродегенеративными нарушениями, такими как заболевание Паркинсона и возможно заболевание Альцгеймера.В то время как полиненасыщенные жирные кислоты являются большими питательными веществами для всего от функции мозга до функции клетки, они – самые уязвимые компоненты в клетках человека из-за их высокой чувствительности к окислительным модификациям, позванным очень реактивными кислородными молекулами в теле.Биохимики, во главе с химией UCLA и преподавателем биохимии Кэтрин Кларк, развили новый метод для увеличения стабильности полиненасыщенных жирных кислот.
Они нашли способ сделать эти молекулы тяжелее, чтобы сломаться обособленно так, чтобы окисление, менее быть может, произошло, вместо того, чтобы сохранять надежду на антиоксиданты, чтобы компенсировать убытки по окончании того, как это произойдёт.«Эти составы (полиненасыщенные жирные кислоты) так важны, все же так хрупки», сказал Кларк. «При многих болезнях ухудшается функция клеточной мембраны, и захватывающе думать, что расширенный класс добавок вероятно в состоянии исправить нейродегенеративные заболевания, и возможно помимо этого окислительное обусловленное стрессом старение.
Это была бы новая стратегия лечить и укрепить молекулу в месте, где это самый подвержено, чтобы повредить, вместо того, чтобы брать больше антиоксидантов. Это могло быть новым подходом к борьбе с болезнями, следующими из оксидантного стресса.«Отечественное изучение выдвигает на первый план, как уязвимый эти большие полиненасыщенные жирные кислоты», сказала она. «Они так легко повреждены.
Много нейродегенеративных заболеваний, таких как заболевание Паркинсона и возможно заболевание Альцгеймера, связываются с оксидантным стрессом».Полиненасыщенные жирные кислоты также употребляются, чтобы произвести огромное множество забранных из жирной кислоты гормонов, приобретающих боли, воспаления и свёртывания крови.Изучение, финансируемое страной Национальными Университетами Здоровья, издается в сетевом выпуске издания Free Radical Biology и Medicine, главного источника для изучения оксидантного стресса, и намечено для публикации в печатной версии 2011 года.
В изучении ее коллеги и Кларк показывают, что полиненасыщенные жирные кислоты смогут быть усилены способом замены их самых уязвимых атомов водорода, легко снятых, с намного более стабильным дейтерием, изотопом водорода с одним дополнительным нейтроном. Результатом имеется создание жирной кислоты, служащей той же функции как ее предшественник, но без той же чувствительности к окислению.Биохимики также обрисовывают применение этого процесса упрочнения к двум большим диетическим жирным кислотам и показывают, что дрожжевые клетки отнеслись с укрепленными полиненасыщенными жирными кислотами, намного более устойчивы к оксидантному стрессу, чем дрожжи отнеслись с простыми полиненасыщенными жирными кислотами.«Вы имеете возможность думать о полиненасыщенных жирных кислотах как масляная краска», сказал Кларк. «В то время, в то время, когда Вы распространяете масляную краску на стене, она преобразовывается в твёрдую оболочку эмали.
Это происходит из-за реакции окисления. Твёрдая оболочка эмали имеется большой для стены, но паршивой для клеточной мембраны. Клетки должны иметь дело с повреждением все время и иметь, чтобы быть в состоянии компенсировать убытки, следующие из окисления».Исследовательская пара Кларка включала четырех студентов UCLA: победите автора Шону Хилл, трудившуюся в лаборатории Кларка целых 70 часов в неделю и взявшую степень бакалавра в области биохимии в июне; Брэдли Кей; Винсент Се; и Кэтлин Хирано, которая закончила UCLA в 2009 со степенью бакалавра в биохимии и имеется на данный момент аспирантом в УКЕ Беркли.
Исследователи совершили испытания со штаммом дрожжей, в особенности поменянных, чтобы испытать недочёт в антиоксидантах. Они нашли, что колонии отнеслись с простыми, естественными полиненасыщенными жирными кислотами, погибшими не так долго осталось ждать, в то время как те, с которыми относятся укрепленные дейтерием жирные кислоты показали упругость наравне с дикими, немодифицированными дрожжами.
Замена нескольких атомов водорода с дейтерием означала различие между быстрой смертью и энергичной жизнью для образцов дрожжей.«Шона, с Кэтлин, Брэдли и Винсентом, проверила жирные кислоты в мутантах дрожжей, испытавших недочёт в коэнзиме антиоксиданта Q, где мы знаем, что они очень чувствительны к стрессу», сказал Кларк. «Что они показали, то, что, в то время, в то время, когда дрожжи лечились с изотопически укрепленными жирными кислотами, они были в порядке, но в то время, в то время, когда дрожжи лечились со стандартными полиненасыщенными жирными кислотами, 99 процентов из них погибли всего за четыре часа».«Мы удостоверились в надежности жизнеспособность дрожжей – с атомами водорода – что испытал недочёт в коэнзиме антиоксиданта Q, и отечественный анализ показал, что они не смогли остаться в живых», сказал Хилл. «Но дикие, простые дрожжи с коэнзимом Q смогли вырасти, и переживший».Исследователи тогда заменили четыре атома водорода четырьмя тяжелыми изотопами водорода дейтерия.
«Различие было огромно», сказал Хилл. «Мы были в самом деле поражены, что тяжелые изотопы имели такой сильнодействующий эффект».«Первоначально, я не полагал, что результаты были верны», сказала Бет Марбойс, химик изучения UCLA и соавтор на изучении. «Но они были».
Дрожжи как правило не имеют этих жиров, но поглотят и простое и укрепленные изотопом жирные кислоты без предпочтения, в то время, в то время, когда они представлены в растворе, Хилл и Марбуа показали.Среди вторых соавторов изучения был Михаил Щепинов, главный научный сотрудник Retrotope Inc. на Лос Буграх Альтов, Калифорния и Драгославе Видовиче от отделения химии в Оксфордском университете Англии.Человеческое тело неспособно сделать полиненасыщенные жирные кислоты, такие как омега 3 жирных кислоты и омега 6 жирных кислот. Много людей берут добавки, такие как рыбий жир, омега 3 жирных кислоты или нефть льняного семени, чтобы получить и сохранить эти питательные вещества.
Но, в то время, в то время, когда полиненасыщенная жирная кислота окислена, атом водорода снят от молекулы, заставив ее организовать новый состав с кислородом в кровотоке, ухудшающем функцию клеточной мембраны.Оливковое масло, ореховое масло и нефть льняного семени имеют кое-какие большие жиры, в которых мы нуждаемся для функции мозга, функции сетчатки и других критических функций тела. Нейроны в мозгу и сердце и в мышечных клетках имеют большие суммы этих больших жиров.
У лосося имеется они, по обстоятельству того, что рыбы едят микробы в океане, генерирующие эти жиры.Рыбий жир имеет 10 атомов водорода, каковые уязвимы и могли быть укреплены, чтобы быть сделанными менее вероятными ухудшиться, отметил Кларк.Укрепленные полиненасыщенные жирные кислоты вероятно имели возможность создать мембраны, каковые, по крайней мере, пара эластичны к окислительному повреждению, сказал Кларк.По окончании того, как одна молекула полиненасыщенной жирной кислоты повреждена, цепная реакция направляться, вследствие того что смежные жирные кислоты везде по мембране становятся так же ухудшенными.
То, что было в один раз полупроницаемый барьер, отрегулировавший функцию клетки, делается твёрдой решеткой поперечно сшитых жирных кислот, мешающей тому, чтобы клетка достигла собственной цели – что мог быть чем-либо от синтезирования белка к отправке сигнала к нервной совокупности.Антиоксиданты, найденные само собой разумеется во многих типах ягод и недорогие в добавках, таких как витамин Е, предназначаются для промежутков, покинутых в молекулах, в то время, в то время, когда атом водорода будет удален через окисление. Антиоксиданты подавляют реактивные оксидные липиды, формируя новый состав, мешающий тому, чтобы молекулярное ухудшение распространилось его соседям.Начало цепной реакции окисления в клеточной мембране будет похожим дом в огне, где антиоксиданты являются пожарными, трудящимися, чтобы погасить пламя, перед тем как это распространится в соседние дома.
Вследствие того что атом дейтерия имеет два раза массу атома водорода, соединение углерода к дейтерию в модифицированной жирной кислоте намного более сильно, чем углерод к водородной связи в естественной версии. Так жирная кислота укрепила с действиями дейтерия как дом с материалами замедлителя огня, мешающими первой искре загораться. Идеально, никакие пожарные – или антиоксиданты – не необходимы.Антиоксиданты будут похожим команду швабры, сказал Кларк.
По окончании того, как атомы водорода осуществлены, антиоксиданты останавливают вредную цепную реакцию. Используя другую аналогию, сказал Кларк, «Вместо того, чтобы брать антиоксидант, чтобы подскочить перед пулей, Вы помещаете бронежилеты в атомы водорода».В то время как дикие дрожжи устойчивы к окислению при комнатной температуре, они в самом деле начинают мучиться от стресса, в то время, в то время, когда температура возрастает. При громадных температурах дикие колонии дрожжей отнеслись с укрепленными дейтерием полиненасыщенными жирными кислотами, показывают намного большую упругость, чем те, с которыми относятся немодифицированные жирные кислоты – результат, показывающий, что помимо этого клетки с интегрированными механизмами антиоксиданта смогут извлечь пользу из добавления улучшенных дейтерием жирных кислот, сказал Кларк.
Съешьте рыбу и физически оставайтесь активныMarbois UCLA рекомендует имеется рыбу частенько, в особенности жирную рыбу, такую как лосось, и оставаться активным физически.
«Ученые, проводящие стареющее изучение, знают, что одна критическая изюминка людей, живущих очень продолжительными судьбами, не берет пищевых добавок, но остается активна физически», сказала она.Если Вы берете рыбий жир, Марбуа рекомендует, храните контейнер в холодильнике. «При комнатной температуре они окислятся и ухудшатся при более стремительном уровне, чем в холодильнике», сказала она.
И Кларк и Марбуа похвалили студенческих исследователей.«Это – настоящая привилегия трудиться с этими студентами», сказал Марбуа. «Студенты тут постоянно поражают меня».Кларк обрисовал работу со студентами как «фантастическую, такая забава».Студенты возвратили похвалу собственных наставников.
«Работа в лаборатории профессор Кларка была серьёзным опытом для меня», сказал Хилл, обращающийся к аспирантурам в биохимии и клеточной и молекулярной биологии. «Если бы не эта лаборатория я не знаю, просил ли бы я школы градиента прямо сейчас».«Проведение изучения в лаборатории профессор Кларка имеется необыкновенной возможностью», сказал Се. «Друзьям в других университетах приходится, непросто трудясь в лабораториях, но в UCLA, возможности тут для нас, и я чувствую себя привилегированным, чтобы быть в состоянии сделать это изучение».«Мне жаль, что я не занялся изучением ранее; это так интересно и вознаграждение», сказал Кей.
Источник:Калифорнийский университет – Лос-Анджелес