Dodano: 26 lipiec 2019r.

Genetyczna mutacja uczyniła ludzi podatnymi na zawały serca

Dlaczego zawały serca są tak powszechne u ludzi i tak rzadkie u zwierząt? Może to wynikać z utraty ważnego genu, do której doszło u naszych przodków około 2-3 miliony lat temu – przekonują naukowcy.

 

Badacze z University of California w San Diego twierdzą, że utrata jednego genu dwa do trzech milionów lat temu u naszych przodków mogła spowodować zwiększone ryzyko chorób sercowo-naczyniowych u ludzi jako gatunku. Jednocześnie stworzyła dodatkowe ryzyko dla ludzi jedzących czerwone mięso.

Miażdżyca tętnic - zatykanie tętnic złogami tłuszczowymi - jest najczęstszą przyczyną zawału mięśnia sercowego. Jest przyczyną jednej trzeciej zgonów na całym świecie. Ale istnieje wiele innych znanych czynników ryzyka wystąpienia zawału, w tym wysoki poziom cholesterolu we krwi, brak aktywności fizycznej, wiek, nadciśnienie tętnicze, otyłość czy palenie papierosów. Mimo to około 15 proc. zawałów serca oraz udarów nie jest wiązane z żadnym z tych czynników.

 

Dziesięć lat temu Nissi Varki z University of California San Diego School of Medicine wraz z zespołem współpracowników zauważyła, że naturalnie występujące zawały serca z powodu miażdżycy są niezwykle rzadkie u innych ssaków, w tym blisko spokrewnionych z człowiekiem szympansów żyjących w niewoli, które mają podobne czynniki ryzyka, takie jak wysokie stężenie lipidów we krwi, nadciśnienie i brak aktywności fizycznej.

- To zawsze była zagadka - powiedział Ajit Varki, współautor badań. - Co jest tak niezwykłego w ludziach? - dodał. Zespół z kalifornijskiej uczelni przeprowadził badania nad mechanizmami genetycznymi prowadzącymi do zawału. Wyniki prac opublikowano w piśmie „PNAS”.

W nowym badaniu wykorzystano genetycznie zmodyfikowane myszy, którym „zaprogramowano” niedobór kwasu N-glikoliloneuraminowego – Neu5Gc, tak jak u ludzi. Naukowcy odkryli, że miażdżyca u tych myszy była prawie dwukrotnie częstsza i silniejsza niż u gryzoni z grupy kontrolnej, które zachowały gen CMAH wytwarzający Neu5Gc.

Badacze w publikacji zaznaczyli, że to właśnie eliminacja genu CMAH i związany z tym niedobór Neu5Gc u zmodyfikowanych myszy spowodował prawie dwukrotny wzrost występowania miażdżycy w porównaniu z gryzoniami, które nie zostały niezmodyfikowane.

- Wydaje się, że zwiększone ryzyko jest spowodowane wieloma czynnikami, w tym nadczynnością białych krwinek i tendencją do cukrzycy u myszy zmodyfikowanych tak, by były podobne do człowieka - powiedział Ajit Varki. - Może to pomóc wyjaśnić, dlaczego nawet wegetarianin bez innych oczywistych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego jest nadal bardzo podatny na zawały serca i udary, podczas gdy inni krewni ewolucyjni nie są – dodał.

Badacze doszli do wniosku, że u naszych przodków musiała pojawić się mutacja dezaktywująca gen CMAH. Pojawiła się prawdopodobnie około 2-3 miliony lat temu i mogła być związana z pasożytem malarii, który rozpoznał Neu5Gc.

Naukowcy przyjrzeli się również efektowi spożywania czerwonego mięsa, który jest jednym z czynników ryzyka. Czerwone mięso zawiera cząsteczki Neu5Gc i jak powiedział Ajit Varki, „jest jak koń trojański”. - Wkrada się i wywołuje stan zapalny i odpowiedź immunologiczną organizmu – dodał.

Aby naśladować ten efekt, naukowcy karmili genetycznie zmodyfikowane myszy wysokotłuszczową dietą bogatą w Neu5Gc. Myszy te cierpiały na wzrost miażdżycy 2,4 razy większy niż niezmodyfikowane gryzonie karmionych tą samą dietą.

We wcześniejszych badaniach zespół dowiódł, że dieta bogata w Neu5Gc powoduje również progresję nowotworów u gryzoni z niedoborem Neu5Gc. To sugeruje, że cząsteczka cukru niewystępującego u ludzi, a będąca w dużych ilościach w czerwonym mięsie, może przynajmniej częściowo wyjaśniać związek między wysokim spożyciem czerwonego mięsa a występowaniem niektórych nowotworów.

Ewolucyjna utrata CMAH u ludzi prawdopodobnie przyczyniła się do predyspozycji do miażdżycy zarówno przez czynniki wewnętrzne, jak i zewnętrzne - dietetyczne. Co ciekawe, utrata tego genu wydaje się powodować także inne istotne zmiany w fizjologii człowieka, w tym zmniejszoną płodność i zwiększoną zdolność do pokonywania biegiem dużych odległości.

 

Źródło: University of California San Diego, fot. Max Pixel