Pomaga czy szkodzi? Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń

Transkrypt

1 Pomaga czy szkodzi? Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń występujących w XXI wieku. Jedną z głównych przyczyn ich powstawania jest niezdrowy tryb życia nieprawidłowa dieta, stres oraz brak aktywności fizycznej. Często więc staramy się uzupełniać potencjalne niedobory poszczególnych składników odżywczych, stosując różnego typu suplementy diety. Jednym z często stosowanych i polecanych przez lekarzy suplementów jest cholina (najczęściej podawana w formie lecytyny), powszechnie znana jako pogromca tłuszczów. Emulguje ona bowiem lipidy dostarczane z pożywieniem i zapobiega ich osiadaniu na ścianach naczyń krwionośnych. Jest więc szeroko stosowana w walce z miażdżycą. W najnowszym numerze Nature opublikowano doniesienie, które może rzucać nowe światło na profilaktykę chorób układu krążenia, a w szczególności miażdżycy. Autorzy wykazali, że na patogenezę miażdżycy może wpływać ilość spożywanej przez nas choliny oraz skład naszej flory bakteryjnej w jelitach. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń

2 cywilizacyjnych Badacze udowodnili, że cholina może być metabolizowana przez bakterie żyjące w naszych jelitach do związku zwiększającego ryzyko chorób serca. W pierwszym etapie pracy naukowcy porównali skład krwi osób zdrowych i po zawale serca. Trzy związki będące metabolitami lecytyny cholina, betaina i N-tlenek trimetyloaminy (TMAO) występowały w zwiększonym stężeniu we krwi osób chorych. W kolejnym etapie, w doświadczeniach na myszach, naukowcom udało się również udowodnić, że zwiększone stężenie TMAO we krwi prowadzi do częstszego tworzenia się blaszek miażdżycowych. Wyniki tego badania sugerują konieczność podjęcia zmian w sposobie zapobiegania i leczenia chorób serca. Choć niemożliwe jest zaprzestanie dostarczania organizmowi choliny w pożywieniu (spełnia ona wiele innych ważnych dla organizmu funkcji), można zrezygnować ze stosowania suplementów lecytynowych. W przyszłości zaś, jeśli udałoby się zidentyfikować bakterie, które są odpowiedzialne za metabolizm choliny, można by pokusić się o antybiotykoterapię w celu ich eradykacji lub stosowanie probiotyków, które miałyby za zadanie inhibicję określonych typów bakterii. Cały artykuł można przeczytać w Nature ALG

3 Alkohol w genach Nie od dziś wiadomo, że konsumpcja alkoholu jest częściowo determinowana genetycznie, częściowo zaś środowiskowo. Brytyjscy naukowcy dokonali znaczącego odkrycia w tej materii. Według naukowców genem najbardziej zaangażowanym w proces rozkładania alkoholu jest gen dehydrogenazy alkoholowej (ADH) kodujący dobrze znany enzym utleniający etanol w wątrobie. Badacze z Imperial College i King s College w Londynie wykazali, że ilość spożywanego alkoholu w dużej mierze zależy od uwarunkowań genetycznych. Przeprowadzono wielonarodowościowe badania dotyczące różnic w konsumpcji alkoholu, w których wzięło udział 48 tysięcy osób. Ujawniły one nowy gen, który może być zaangażowany w powstawanie odmienności behawioralnych w tym zakresie. Gen został nazwany AUTS2 (autism susceptibility candidate 2) i początkowo kojarzony był z autyzmem. Wyniki ostatnich badań spowodowały, że spojrzano na AUTS2 w odmienny sposób. Okazało się, że istnieją dwie wersje genu, przy czym jedna występuje trzykrotnie częściej od drugiej. Osoby posiadające mniej popularną odmianę AUTS2 spożywają o około 5% mniej alkoholu niż ludzie z bardziej popularna odmianą. U podłoża obserwowanych różnic w zachowaniu może leżeć mechanizm neuropsychologiczny, związany z umiejscowieniem genu w najaktywniejszych częściach mózgu w tym rejonie. Dowodem na tę relację przyczynowo-skutkową jest obserwacja, że osoby z wersją AUTS2 związaną z mniejszą konsumpcją alkoholu produkowały więcej mrna, a zatem gen był bardziej aktywny.

4 Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Przeprowadzono też eksperymenty na myszach i muszkach owocówkach. Wyniki badań potwierdziły wpływ AUTS2 na regulację spożycia alkoholu. Gen wydaje się wykazywać podobne działanie u wielu różnych gatunków zwierząt. Odkrycie może w przyszłości przyczynić się do prewencji nadmiernego spożycia alkoholu w populacji ludzkiej oraz wskazać nowe drogi walki z uzależnieniem. Więcej na ten temat tutaj Kolejne geny w chorobie Alzheimera Potężne konsorcjum zajmujące się chorobą Alzheimera zidentyfikowało cztery kolejne geny, które przyczyniają się do jej wywoływania. Wiedziano dotąd, że za występowanie tego schorzenia odpowiadają geny: E-e4, APOE-e4, CR1, CLU, i BIN1. Dzięki badaniom, których wyniki opublikowano

5 niedawno w Nature, wykryto, że cztery niewiązane do tej pory z chorobą Alzheimera geny (MS4A, CD2AP, CD33, oraz EPHA1) są również odpowiedzialne za jej rozwój. Prawdopodobnie do grupy genów związanych z chorobą Alzheimera dołączą jeszcze BIN1 oraz ABCA7, które konsorcjum wskazuje jako geny kandydackie. Kolejne badania mają zweryfikować tę hipotezę. Jest to największe i najrzetelniejsze badanie genetyczne, jakie kiedykolwiek wykonano nad chorobą Alzheimera. Tekst publikacji, której współautorami są liczni badacze z najróżniejszych ośrodków, można znaleźć na stronie: Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Nie tylko geny i hamburgery powodują otyłość Powstawanie otyłości związane jest z niewłaściwymi nawykami żywieniowymi, niewystarczającą aktywnością fizyczną oraz uwarunkowaniem genetycznym. W

6 świetle najnowszych badań nad fizjologią zwierząt okazuje się jednak, że cechy dziedziczne i złe przyzwyczajenia mogą nie być jedyną przyczyną tej dolegliwości. David B. Allison, biostatystyk z University of Alabama w Birmingham, wraz ze współpracownikami przeprowadził badania, które mogą przyczynić się do zmiany panujących obecnie w świecie naukowym przekonań dotyczących otyłości. Uwagę badacza zwróciły makaki i marmozety laboratoryjne hodowane w Wisonsin National Primate Research Center. Zwierzęta od 1982 roku były karmione i trenowane w ten sam sposób, a jednak z każdą dekadą ich średnia waga rosła. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Allison przebadał 20 tysięcy zwierząt różnych gatunków, zarówno dziko żyjących, laboratoryjnych, jak i domowych pupili oraz miejskich szczurów. Dokonał obliczeń zmian masy ciała oraz ryzyka otyłości i zaobserwował znaczący wzrost obu parametrów w ostatnich latach. Wskazuje to na znaczącą rolę czynników środowiskowych w powstawaniu otyłości. Podejrzenie Allisona padło na toksyny zawarte w wodzie oraz patogeny, które zmieniają metabolizm zwierząt. Krytycznie nastawieni do tej hipotezy naukowcy odpowiedzialnością za szerzącą się epidemię otyłości obarczają nadal zmiany w diecie i intensywności ruchu. U zwierząt laboratoryjnych miałoby to być wywołane większym ich stłoczeniem. Allison uważa z kolei, że zagęszczenie zwierząt w hodowlach jest zjawiskiem podobnym do zwiększenia się gęstości zaludnienia w populacji ludzkiej. Nie można zatem wykluczyć tego, że coraz częściej występująca, zarówno u ludzi, jak i wśród zwierząt, otyłość, ma wspólne, także środowiskowe, podłoże.

7 Ruszyła budowa dwóch nowych budynków w Parku LifeScience Rozpoczęła się budowa drugiego i trzeciego budynku Parku LifeScience w Krakowie. Jagielloński Park i Inkubator Technologii LifeScience staną się miejscem pracy dla ponad pięciuset badaczy i naukowców. We wtorek Katarzyna Pętlak-Długosz z Jagiellońskiego Centrum Innowacji (JCI) poinformowała, że zarząd JCI podpisał kontrakt na wykonanie robót budowlanych z konsorcjum firm Mostostal Warszawa i Acciona Infrastructuraes. Umowa z konsorcjum budowlanym, która opiewa na sumę 64 milionów złotych brutto, zakłada ukończenie prac budowlanych do końca 2012 roku. W następstwie podpisanej umowy potencjał infrastrukturalny Parku LifeScience w Krakowie wzbogaci się o dodatkowe dwa budynki, w tym BioInkubator, który pozwoli uzupełnić ofertę Parku dla małych firm i projektów badawczych wyjaśnia Katarzyna Pętlak-Długosz. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Inwestycja o łącznej docelowej powierzchni 20 tysięcy metrów kwadratowych, zlokalizowana jest na terenie Krakowskiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej, w sąsiedztwie III Kampusu UJ. Wartość całego projektu szacuje się na 200 milionów złotych, z czego 125 milionów to wsparcie z funduszy unijnych w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Jagiellońskie Centrum Innowacji to spółka powołana przez Uniwersytet Jagielloński w celu zarządzania projektem Parku LifeScience. Na ten cel pozyskała ona dofinansowanie z unijnych funduszy strukturalnych. JCI wraz z klastrem

8 technologicznym Life Science w Krakowie zajmują się także promocją Krakowa, jako miejsca dla rozwoju nauk przyrodniczych: biotechnologii, biomedycyny, chemii, biochemii, farmakologii, biofizyki oraz fizyki. Aby zadbać o środowisko Anammox Jednym ze źródeł zanieczyszczeń w ściekach są związki azotu, które mogą powodować wiele problemów ekologicznych i sanitarnych, zanieczyszczając wody gruntowe i powierzchniowe. Przyczyniają się one miedzy innymi do eutrofizacji wód. Wolny amoniak może być toksyczny dla ryb, a chlorowanie wody skażonej związkami azotu powoduje powstanie związków o charakterze karcynogennym. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Związki azotu można usuwać na wiele sposobów, jednym z nich jest odkryty w latach 90-tych proces Anammox (ANaerobic AMMonium OXidation). Proces ten udało się zidentyfikować w reaktorze w 1995 roku, a same bakterie wyizolowano

9 parę lat później. Polega on na utlenianiu azotu amonowego do azotu gazowego z wykorzystaniem azotanów (III) jako ostatniego akceptora tlenu. Reakcja ta jest nie tylko możliwa pod względem termodynamicznym, jak wyliczył austriacki biochemik Engelberd Broda w 1977 roku, ale jest także korzystniejsza energetycznie od nitryfikacji. Głównym produktem usuwania azotu amonowego w warunkach beztlenowych jest azot gazowy, jednakże 10% azotu jest przekształcane do azotanów (V). Lecz nie są to jedyne związki azotu w tej reakcji najprawdopodobniej tlenek azotu (II) i hydroksyloamina są związkami pośrednimi. Całość procesu nie została do końca poznana. W reakcję zaangażowanych jest też parę białek, między innymi oksydoreduktaza hydroksyloaminy, cytochrom c, który może być odpowiedzialny za redukcję azotanów (III) do amoniaku oraz białko utleniające hydrazynę. Anammox prowadzą bakterie z gromady Planctomyces, w której znajduje się przynajmniej pięć ich rodzajów: Brocadia, Anammoxoglobus, Scalindua, Kuenenia i Jettenia. Poza Scalindua wszystkie można spotkać w oczyszczalni lub w ciekach słodkowodnych. Bakterie te nie potrzebują węgla organicznego wykorzystują CO 2. Mnożą się one bardzo wolno czas podwojenia ilości bakterii wynosi 11 dni. Na ich korzyść przemawia szeroki zakres temperatur między 6 a 43 C, z optimum przy 37 C; ph przesunięte jest bardziej w stronę zasadową. Proces ten ma tak duże znaczenie, ponieważ bakterie te charakteryzują się bardzo dużym powinowactwem do substratów: amoniaku i azotanów (III). Jednakże zbyt wysokie stężenia azotanów (III) lub azotanów (V), a także alkohole powodują zanik procesu. Reakcja ta jest również odwracalnie hamowana w obecności tlenu. Nie jest to szczególny problem, ponieważ można ją w łatwy sposób przywrócić dodając niewielką ilość hydrazyny. Kolejną ciekawostką jest fakt, że bakterie z gromady Planctomyces w ogóle nie posiadają peptydoglikanu w ścianie komórkowej. Posiadają natomiast białkową ścianę komórkową, co upodabnia je do archea. Całkowicie niespotykana natomiast jest struktura zwana ammoksosomem otoczona membraną, pozbawiona rybosomów i chromosomów struktura, zbudowana ze specyficznie ułożonych związków tłuszczowych. Najprawdopodobniej służy ona do utrzymywania gradientu stężeń oraz stężenia oksydoreduktazy hydroksyloaminy, a także chroni wnętrze komórki od toksycznych produktów pośrednich przemiany Anammox. Połączenie procesów częściowej nitryfikacji i Anammox do biologicznego

10 usuwania azotu ze ścieków pozwala na dość konkretne obniżenie kosztów w stosunku do tradycyjnego systemu nitryfikacji-denitryfikacji. Dzięki Anammox 60% kosztów oczyszczania ścieków można oszczędzić na wydatkach na napowietrzanie ścieków. Zewnętrznego źródło węgla także okazuje się być zbędne. Ponadto, użycie opisywanego procesu prawie całkowicie (w 90%) ogranicza emisję tlenku węgla (IV). Szansa na zwalczenie malarii Malaria jest chorobą szczególnie trudną do zwalczenia. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest sposób jej rozprzestrzeniania. Żeńskie i męskie formy zarodźca malarii są przenoszone przez komary wraz z krwią zaatakowanej osoby lub zwierzęcia. Jeszcze wewnątrz owada wykluwa się potomstwo zdolne do znalezienia kolejnej ofiary. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń

11 cywilizacyjnych Dotychczas naukowcy próbowali przeciwdziałać tej groźnej chorobie, niszcząc tylko jedną z form pasożyta. Nie przyniosło to jednak oczekiwanych rezultatów. Uczeni z uniwersytetów w Edynburgu i Oksfordzie odkryli nową metodę walki z rozprzestrzenieniem się zarodźca. Okazuje się nią być uszkodzenie zarówno żeńskiej jak i męskiej jego formy w taki sposób, że nadal się rozmnażają, ale ich potomstwo obumiera w stadium zygoty. Pasożyty nie wytwarzają wówczas nowych form, prowadząc nadal cykl życiowy, w czasie którego nie mogą wydać jednak żywotnego potomstwa. Stosując tę metodę można będzie najprawdopodobniej zahamować szerzenie się malarii. Więcej na ten temat można przeczytać tutaj: Nadchodzi przełom w leczeniu palaczy Badacze z Fińskiej Akademii Nauk opracowują nowy lek dla nałogowych palaczy. Zespół, skupiony wokół profesora Hannu Raunio, zamierza posłużyć się właściwościami inhibitorów enzymu wątrobowego CYP2A6, które spowalniają metabolizm nikotyny. Przyjmowanie środka, opracowanego na bazie tych badań, miałoby opóźniać pojawienie się objawów głodu nikotynowego, powoli odzwyczajając nałogowca od palenia.

12 Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Nie od dziś wiadomo, że za rozkład nikotyny w wątrobie odpowiada enzym CYP2A6. Badania wskazują, że inhibitory tego enzymu mogą zmniejszyć tempo metabolizmu uzależniającej palaczy substancji. Stosowanie znanych dotąd środków, zawierających te inhibitory, wiązało się jednak z występowaniem działań niepożądanych. Dysponując dokładnym obrazem struktury enzymu CYP2A6 można było rozpocząć badania nad lekiem, który działałby jedynie wybiórczo. Przy pomocy modelowania komputerowego fińscy badacze podjęli próbę stworzenia cząsteczki wiążącej się tylko z określonym miejscem w enzymie. Dzięki dobiegającym końca, czteroletnim pracom odkryto kilka nieznanych dotąd związków, które mogą spełnić oczekiwane założenia. Kolejny etap badań może przyczynić się do powstania nowej kuracji dla chcących zaprzestać palenia. Liczne terapie dla palaczy koncentrowały się dotąd na niwelowaniu nieprzyjemnych skutków odstawienia nikotyny, ułatwiając osobom uzależnionym natychmiastowe rozstanie się nałogiem. Nieskuteczność tego rodzaju leczenia doprowadziła do wniosku, że może lepszym rozwiązaniem byłoby skłonienie pacjenta do ograniczenia palenia przy pomocy środków farmaceutycznych. Dzięki temu uzależniony mógłby stopniowo wyzbyć się nałogu. Lek, nad którym pracuje zespół profesora Raunio, miałby działać na podobnej zasadzie. Zahamowanie tempa metabolizmu nikotyny sprawiłoby bowiem, że organizm palacza znacznie później, niż to się dzieje zazwyczaj, domagałby się kolejnej dawki narkotyku. Zakrojone na szeroką skalę badania nieprzypadkowo mają miejsce właśnie w Finlandii, państwie wiodącym prym w walce z epidemią nikotynizmu. Długofalowym celem fińskiego rządu jest wprowadzenie całkowitego zakazu palenia w tym kraju do roku 2050.

13 Oleje mikrobiologiczne przyszłość czy ekonomiczne fiasko? Lipidy są związkami produkowanymi przez większość żywych organizmów żyjących na Ziemi. Pełnią funkcję zapasową, ochraniają narządy wewnętrzne, pomagają zachować odpowiednią temperaturę ciała u organizmów wodnych oraz stanowią jeden z głównych składników błon komórkowych. Organizmy jednokomórkowe zdolne kumulować duże ilości (powyżej 20% suchej masy) triacylogliceroli estrów kwasów tłuszczowych, nazywane są mikroorganizmami olejodajnymi i to one właśnie wykorzystywane są przez biotechnologów do produkcji olejów mikrobiologicznych. Człowiek nauczył się pozyskiwać najcenniejsze dla nas triacyloglicerole ze źródeł roślinnych i zwierzęcych. W mniejszym lub większym stopniu wiele gatunków jest dla nas bezcenną kopalnią tych, tak ważnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu związków. Wśród nich niezwykle istotne dla nas są wielonienasycone kwasy tłuszczowe, które odpowiadają między innymi za utrzymanie odpowiedniej płynności błon komórkowych. Niektóre kwasy tłuszczowe pełnią również rolę prekursorów cząsteczek sygnałowych. Są wśród nich np. kwas arachidonowy (ARA) oraz kwas eikozapentaenowy (EPA), które działają w sposób antagonistyczny podczas tworzenia cząsteczek sygnałowych. Ich wzajemny stosunek ilościowy w organizmie odpowiada za utrzymanie homeostazy w szlakach sygnałowych np. prostaglandyn. ARA, wraz z jeszcze jednym

14 wielonienasyconym kwasem tłuszczowym DHA (kw. dokozaheksaenowym) pełni znaczącą rolę w rozwoju tkanki nerwowej, mózgu oraz oczu. Dlatego też te dwa związki dodawane są na całym świecie do odżywek dla niemowląt. ARA produkowany jest na skalę przemysłową przy użyciu grzybów strzępkowych z gatunku. Hodowle prowadzone w specjalistycznych fermentatorach przez trzy jednostki (w Japonii, Chinach i USA). Aby możliwe było wytworzenie ARA przez te organizmy konieczne jest prowadzenie ich hodowli w warunkach ograniczonej dostępności azotu, przy stale dostępnym źródle węgla. Ponadto niska stabilność wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wymaga szczególnej ostrożności przy odzyskiwaniu zgromadzonych w komórkach grzybów związków. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych Również wytworzenie DHA wymaga prowadzenia specjalistycznych hodowli przy użyciu jednego z dwóch gatunków glonów: bruzdnicy Crypthecodinium cohnii lub Schizochytrium, należącego do labiryntulorośli. Utrzymanie właściwych warunków wymaga ogromnych nakładów finansowych, które sprawiają, że wytwarzanie wielu olejów mikrobiologicznych jest zupełnie nieopłacalne. Dzieje się tak głównie dlatego, że zawsze, kiedy pojawia się alternatywa pozyskania danego kwasu tłuszczowego ze źródła roślinnego lub zwierzęcego, to jest ona bardziej opłacalna. Nawet w sytuacji, gdy wydajność pozyskiwania jest znacznie niższa niż z hodowli mikroorganizmów. Obecnie produkcja olejów mikrobiologicznych opłaca się jedynie w sytuacji, w której brakuje alternatywnej możliwości uzyskania danego lipidu. Z takim stanem rzeczy mamy do czynienia w przypadku ARA i DHA. Niektóre oleje rybie zawierają wprawdzie DHA, jednak współwystępuje on zawsze z EPA, który ma niekorzystny wpływ na wzrost noworodków. Dlatego też, aby wyeliminować działania niepożądane przy produkcji odżywek dla dzieci, konieczne jest pozyskiwanie czystego DHA z mikroorganizmów. Trwają badania nad wprowadzeniem na rynek oleju mikrobiologicznego zawierającego EPA, który mógłby znaleźć zastosowanie w produkcji leków na

15 choroby autoimmunologiczne, nasercowych (ze względu na właściwości kardioprotekcyjne) czy terapii nowotworowych. Biotechnolodzy mogą jednak rozbić się o mur opłacalności finansowej takiej produkcji. Jeśli znajdzie się jakakolwiek, roślinna lub zwierzęca, alternatywa pozyskania dużych ilości EPA, to zapewne hodowle mikrobiologiczne zostaną przez nią wyparte. Źródło: Podstawy biotechnologii Colin Ratlege, Bjorn Kristiansen; PWN Viagra uleczy serce Podczas testów wysiłkowych prowadzonych przez naukowców z The Children s Hospital w Filadelfii u pacjentów z wrodzonymi wadami serca, Viagra ukazała nieznane dotąd możliwości wykorzystania jej w leczeniu. Jak się okazało, lek, używany dotychczas w leczeniu zaburzeń erekcji oraz nadciśnienia płucnego, zwiększa znacznie wydolność serca podczas wysiłku, u pacjentów z wadami serca, o typie pojedynczej komory. Choroby układu krążenia należą do najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych

16 Są to wrodzone wady polegające na otwieraniu się obu zastawek przedsionkowokomorowych do jednej komory lub też na posiadaniu jednej, wspólnej zastawki przedsionkowo-komorowej otwartej do jednej komory. Jest to grupa wad serca, stanowiąca około 7-8% wszystkich wad wrodzonych tego narządu. U pacjentów możliwe jest przeprowadzenie skomplikowanej operacji, która jednak nie pozwala na odtworzenie prawidłowego stanu fizjologicznego serca. Skutkuje to znacznie obniżoną wydolnością fizyczną pacjenta. Viagra zdaje się posiadać właściwości, mogące zdecydowanie pomóc zwiększyć wydolność u pooperacyjnych pacjentów. Planowane są dalsze badania nad skutecznością leku oraz bezpieczeństwem jego stosowania w tego rodzaju przypadkach.