Ново проучване обяснява как хората, заедно с други висши примати, морски свинчета и плодови прилепи, се справят с това, което някои наричат ​​"вродена метаболитна грешка": неспособност да произвежда витамин С от глюкоза.

вродения

За разлика от повече от 4000 други вида бозайници, които произвеждат витамин С и много от него, червените кръвни клетки на шепата дефектни видове витамин С са специално оборудвани за изсмукване на окислената форма на витамина, така наречената L-дехидроаскорбинова киселина (DHA), докладват изследователите в броя на Cell от 21 март, публикация на Cell Press. Веднъж попаднал в кръвните клетки, този DHA - който веднага се трансформира обратно в аскорбинова киселина (известен още като витамин С) - може ефективно да се пренесе през кръвния поток до останалата част от тялото, предполагат изследователите.

"Еволюцията е невероятна. Въпреки че хората говорят за това като за" вродена грешка "- метаболитен дефект, който всички хора имат - има и този невероятен начин, по който сме реагирали на дефекта, използвайки някои от най- изобилни клетки ", каза Наоми Тейлър от Университета Монпелие I и II във Франция, отбелязвайки, че тялото съдържа милиарди червени кръвни клетки. "[Чрез еволюция] създадохме тази система, която извежда окислената форма на витамин С и транспортира основната, антиоксидантна форма."

Междувременно червените клетки на други бозайници очевидно заемат много малко, ако има такива, DHA, което може да обясни защо те трябва да произвеждат толкова повече витамин С, отколкото ние трябва да получим от нашата диета, каза Тейлър. Препоръчителната дневна доза витамин С за хората е само един mg/kg, докато козите например произвеждат витамина с поразителна скорост от 200 mg/kg всеки ден.

По същество червените клетки на животните, които не могат да накарат витамин С да рециклират малкото, което имат. По-ранни проучвания са описвали процеса на рециклиране, каза Тейлър. "Нашият принос към цялата история е да покажем, че този процес на рециклиране съществува специално при бозайници, които не произвеждат витамин С."

Учените са знаели, че протеинът, наречен Glut1, намиращ се в мембраните на клетките в цялото тяло, е основният транспортер на глюкоза. Те също така знаеха, че Glut1 може да транспортира и DHA, благодарение на структурните прилики между двете молекули. При биохимичните анализи се оказа, че глюкозният транспортер ще движи взаимозаменяемо глюкозата и DHA.

Но в новото проучване групата на Тейлър направи изненадващо откритие: Glut1 върху човешките червени кръвни клетки силно благоприятства DHA пред глюкозата. Всъщност е известно, че човешките кръвни клетки носят повече Glut1 от всеки друг тип клетки, съдържайки над 200 000 молекули на повърхността на всяка клетка. Независимо от това, изследователите установяват, че с развитието на червените кръвни клетки в костния мозък, техният транспорт на глюкоза намалява, дори когато броят на Glut1 скача рязко.

Ключът към преминаването на глюкозните транспортери към DHA, показват те, е наличието на друг мембранен протеин, наречен стоматин. (Съответно, при пациенти с рядко генетично нарушение на пропускливостта на червените кръвни мембрани, при което стоматинът присъства само при ниски нива, транспортирането на DHA намалява с 50%, докато усвояването на глюкоза е значително увеличено, съобщават те.)

След това, още една изненада: Изследователите установиха, че червените клетки на мишки, вид, който може да произвежда витамин С, изобщо не носят Glut1 върху червените си кръвни клетки. Вместо това те носят Glut4. Те подозираха, че разликите в човешките червени кръвни клетки може да са свързани с нашата неспособност да синтезираме намалената форма на DHA, витамин С, от глюкозата. Всъщност те потвърдиха експресията на Glut1 върху червени кръвни клетки при хора, морски свинчета и плодови прилепи, но не и върху други тествани червени клетки на бозайници, включително заек, плъх, котка, куче и чинчила. След това те разгледаха по-отблизо приматите. Приматите, принадлежащи към подред Haplorrhini (включително просимиански естради, маймуни от нов свят, маймуни от стария свят, хора и маймуни), са загубили способността да синтезират витамин С, докато приматите от подразделението Strepsirrhini (включително лемурите) са в състояние да произвеждат този витамин, Обясни Тейлър.

Забележително е, че те откриват Glut1 във всички тествани червени кръвни клетки на примати от групата на висшите примати, включително макаци с дълги опашки, маймуни резус, павиани и маймуни магот. За разлика от това, Glut1 не е открит върху червените кръвни клетки на лемур. Освен това те съобщават, въпреки че поглъщането на DHA в червените клетки на човек и магот е сходно, нивото на транспорт в клетките от три различни вида лемур е по-малко от 10% от това, открито при по-високи примати.

„Експресията на Glut1, специфична за червените кръвни клетки и транспорта на DHA са специфични черти на малкото видове бозайници с дефицит на витамин С, обхващащи само висши примати, морски свинчета и плодови прилепи“, заключават изследователите. "Всъщност червените клетки на възрастни мишки не съдържат Glut1 и не транспортират DHA. По-скоро Glut4 се експресира върху техните клетки. По този начин съпътстващата индукция на Glut1 и стоматин по време на диференциацията на червените кръвни клетки представлява компенсаторен механизъм при бозайници, които са не може да синтезира основния метаболит на аскорбинова киселина, "иначе известен като витамин С.

Изследователите включват Amelie Montel-Hagen, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; Sandrina Kinet, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; Николас Манел, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; Cedric Mongellaz, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; Райнер Прохаска, лаборатории на Макс Ф. Перуц, Катедра по медицинска биохимия, Медицински университет във Виена, Виена, Австрия; Jean-Luc Battini, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; Жан Делоне, Hematologie, Hopital de Bicetre, APHP, INSERM U779, Faculte´ de Medecine Paris-Sud, Le Kremlin-Bicetre, Франция; Марк Ситбон, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция; и Наоми Тейлър, Institut de Genetique Moleculaire de Montpellier, CNRS, Universite´ Montpellier I и II, Montpellier, Франция.