Несмотря на популярное мнение, что антиоксиданты, такие как витамины C и E, обладают полезными для здоровья свойствами, защищая от вредного воздействия свободных радикалов, новое исследование, опубликованное в номере журнала Cell от 10 августа, показывает, что на самом деле баланс является ключевым фактором. Исследователи показали на мышах, что перегрузка естественными антиоксидантами на самом деле может привести к сердечной недостаточности.
Существует множество доказательств разрушительного воздействия окислительного стресса, но «есть и другая сторона медали», – сказал Айвор Бенджамин из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити. «Свободным радикалам уделяется так много внимания, что исключает потенциальные последствия применения восстановителей. Наше исследование представляет собой первый достоверный пример того, какую роль редукционный стресс может играть в развитии болезни.”
Восстановители, иногда называемые антиоксидантами, представляют собой элементы или соединения, которые легко отдают электрон, чтобы стать «окисленным», в то время как окислители легко принимают электроны. В организме такие окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции являются неотъемлемой частью высвобождения и хранения энергии. Многие клеточные пути также чувствительны к преобладающему окислительно-восстановительному состоянию.
Бенджамин отметил, что оксидативный стресс, который потребляет восстанавливающие эквиваленты, часто является причиной множества сердечных и других заболеваний. Однако оставалась возможность, что обратный дисбаланс может спровоцировать восстановительный стресс с потенциалом аналогичных пагубных последствий. Действительно, восстановительный стресс был продемонстрирован у более простых организмов, но не у млекопитающих и / или болезненных состояний, сказал он.
В текущем исследовании исследователи изучали мышей, несущих человеческую мутацию, ранее связанную с так называемыми скелетными миопатиями и кардиомиопатиями агрегации белков, при которых ослабленные скелетные и сердечные мышцы содержат скопления белков. Хотя генетическая основа болезни была связана с мутациями в одном из двух генов, ответственный механизм оставался загадочным.
Теперь исследователи показывают, что у мышей с одним из мутантных генов, β-кристаллином, особенно в сердце, развиваются те же симптомы, что и у людей, включая увеличение сердца, прогрессирующую сердечную недостаточность и раннюю смерть. Они также показывают, что сердца животных испытывают восстановительный стресс.
По его словам, эта находка изначально застала Бенджамина врасплох. Они провели тест, традиционно используемый для измерения уровня окислительного стресса у животных, ожидая, что они могут видеть уровни выше нормы. Вместо этого они обнаружили, что у мышей «заметно снизился» уровень окислительного стресса из-за обилия природного антиоксиданта, известного как глутатион.
Бенджамин объяснил, что сердца мутантных мышей проявляют повышенную реакцию на стресс, включая более высокую активность белков теплового шока, что было зарегистрировано при сердечной недостаточности у человека. Такие реакции на стресс приводят к образованию активных форм кислорода, запускающих антиоксидантные пути. Однако у больных животных этот путь – в котором окисленный глутатион возвращается в свою восстановленную антиоксидантную форму – вскоре вышел из-под контроля, производя избыточные уровни восстановленного глутатиона и состояние восстановительного стресса.
Более того, они показали, что у потомков животных с сердечными заболеваниями и мышей с более низким уровнем одного из антиоксидантных ферментов, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PD), симптомы исчезли. Это открытие предполагает, что лекарства или другие методы лечения, нацеленные на антиоксидантный путь через G6PD, «могут изменять фенотип и естественную историю этого наследственного заболевания у людей», по словам исследователей.
Результаты, обнаруженные в сердце, позволяют предположить, что редукционный стресс может лежать в основе и других заболеваний. «Наши результаты открывают совершенно новое направление в исследованиях заболеваний, связанных с агрегацией белков», включая нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и Хантингтона, – сказал Бенджамин.
Источник: Cell Press