Исследование гуманина
Что такое микропептид?
В отличие от стандартных пептидов и белков, которые производятся путем посттрансляционной модификации более крупных пептидов, микропептиды производятся короткими открытыми рамками считывания (SORF) и не подвергаются модификации после их получения. Первоначально исследователи не обратили внимания на SORF размером от 100-150 аминокислот, убежденные, что все пептиды были произведены одним и тем же процессом превращения ДНК в РНК, белка в модифицированный белок. Никто не считал, что последним этапом, модификацией, можно полностью пренебречь.
У людей был идентифицирован ряд сорбентов. Их функции варьируются от усиления процессинга мРНК до помощи в восстановлении повреждений ДНК и взаимодействия с другими белками для создания сложных макропротеинов. Гуманин, один из самых маленьких микропептидов, известных на сегодняшний день, имеет длину всего 24 аминокислоты. Он взаимодействует с Bcl2-ассоциированным Х-белком (Bax) для регуляции апоптоза, блокируя функцию Bax, когда это необходимо для сохранения клеток, которые в противном случае были бы уничтожены.
Нейропротекция
Исследования на крысах показывают, что гуманин защищает не только от апоптоза, но и от запрограммированной гибели клеток в определенных ситуациях. В частности, было показано, что микропептид защищает нейроны при болезни Альцгеймера, предотвращая гибель клеток, вызванную накоплением бета-амилоидных бляшек[3]. Исследования показывают, что пептид защищает от эксайтотоксической гибели нейронов в экспериментах с использованием импульсов NMDA[1].
Аналогичные результаты вышеуказанных экспериментов были получены при исследовании гибели нейронов, происходящей вторично по отношению к прионному заболеванию[4]. Есть надежда, что эта функция гуманина может быть использована для замедления или даже остановки нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и другие формы слабоумия. Хотя он не затрагивает суть заболеваний (например, образование амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера), гуманин может иметь решающее значение для нарушения хрупкого физиологического баланса, который сохраняется при этих состояниях, в пользу приостановки апоптоза [5].
Гуманин, по-видимому, защищает нейроны с помощью двух различных механизмов, оба из которых имеют конечную функцию предотвращения активации митохондриями пути апоптоза. При нормальных обстоятельствах семейство белков Bcl-2 сигнализирует о высвобождении белков из митохондриальной мембраны, которые, в свою очередь, активируют каспазы, координирующие упорядоченное разрушение и рециркуляцию клетки[6]. Этот процесс действительно полезен во многих ситуациях, например, во время вирусной инвазии, когда разрушение горстки клеток может предотвратить обширное повреждение тканей. К сожалению, при определенных заболеваниях этот процесс может нарушаться, что приводит к необузданной, широко распространенной гибели клеток. Гуманин связывается со стимулирующими Bcl-2 белками Bid и tBid и блокирует их функцию, тем самым останавливая путь апоптоза в самом начале [7].
Передовые исследования, проведенные в Аргентине, показали, что гуманин на самом деле высвобождается астроцитами для защиты синапсов в нейронах гиппокампа [8]. Как и во многих естественных регуляторных процессах, есть некоторые предположения, что функция гуманина может снижаться с возрастом, что приводит к возрастной потере памяти и увеличению распространенности нейродегенеративных заболеваний. Некоторые исследователи предполагают, что добавки с гуманином могут играть определенную роль у пожилых людей и служить средством компенсации нормального возрастного снижения выработки этого важнейшего микропептида.
Уровни гуманина в зависимости от возраста. Значительное снижение уровня гуманина наблюдается у пожилых людей.
Источник: PubMed
Гуманин взаимодействует с IGF-1
Недавние исследования Университета Южной Калифорнии показали, что гуманин взаимодействует с инсулиноподобным фактором роста 1 (IGF-1). Фактически, два пептида взаимодействуют друг с другом, при этом гуманин снижает циркулирующие уровни IGF-1, а IGF-1 влияет на уровни гуманина. Хотя механизм этого взаимодействия еще предстоит полностью выяснить, ученые находят убедительные доказательства того, что гуманин является новым и потенциально важным игроком в передаче сигналов IGF-1. Пептиды обладают синергетическим действием по ряду направлений и работают вместе, ингибируя апоптоз, повышая чувствительность к инсулину, уменьшая воспаление и защищая от определенных форм сердечных заболеваний. В других случаях пептиды играют роль антагонистов. Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить точные способы, которыми IGF-1 и гуманин влияют друг на друга, но то, что они влияют, является установленным фактом [9].
Болезни сердца
Исследования, проведенные клиникой Майо, ведущим медицинским учреждением Америки, показывают, что гуманин экспрессируется в стенках сосудистой сети человека и помогает защитить кровеносные сосуды от воздействия окисленного ЛПНП (плохого) холестерина. В частности, гуманин препятствует выработке активных форм кислорода (свободных радикалов) в ответ на окисление ЛПНП. При этом он снижает количество активных форм кислорода в сосудистой сети на 50%, а также снижает апоптоз на 50% [10].
Уже было установлено, что уровень гуманина снижается с возрастом, но новые исследования показывают, что микропептид также может быть подвержен влиянию определенных болезненных состояний. Исследователи в области кардиологии давно пытались найти маркеры крови, которые можно было бы использовать для количественной оценки того, насколько эффективно функционируют митохондрии при сердечно-сосудистых заболеваниях. Это важнейший показатель состояния здоровья пациентов с заболеваниями сердца, поскольку он дает точную оценку степени ишемии тканей и запущенности заболевания и может быть полезен при принятии решения о необходимости вмешательства. Исследования, проведенные за пределами России, показывают, что уровень гуманина может быть хорошим маркером в этих условиях, поскольку снижается пропорционально тяжести сердечно-сосудистых заболеваний [11]. В этом случае гуманин может служить как диагностическим маркером, так и потенциальным средством лечения того же состояния, поскольку добавки с гуманином, вероятно, защищают и без того напряженные митохондрии.
Исследование гуманина и заболеваний сетчатки
Пигментный эпителий сетчатки (ПЭ) - это слой сетчатки, который покрывает и питает клетки, ответственные за зрение. Он играет важную роль в поглощении и рассеивании света, фильтрации компонентов крови, которые достигают внутренней части сетчатки, и, помимо прочего, обеспечивает иммунитет внутреннего глаза. Повреждение RPE наблюдается при возрастной макулярной дегенерации, а также при диабетической ретинопатии и ряде других распространенных серьезных заболеваний глаз. В настоящее время исследования показывают, что гуманин является важным компонентом RPE и что он снижает окислительный стресс в этой ткани. Добавка гуманина в культуре клеток улучшает функцию RPE и повышает устойчивость ткани к апоптозу [12]. Есть надежда, что это может помочь ученым разработать более эффективные стратегии лечения и профилактики заболеваний сетчатки, таких как дегенерация желтого пятна.
Здоровье костей
Потеря костной массы является серьезным заболеванием, которое поражает многих людей, особенно женщин, с возрастом. Это также следствие ряда болезненных состояний и даже вызвано определенными медицинскими вмешательствами. В последней категории глюкокортикоиды, используемые для лечения тяжелого воспаления (например, аутоиммунного воспаления), являются наиболее известными игроками и, как известно, вызывают сильную потерю костной массы при применении в высоких дозах или в течение длительных периодов времени. Исследователи из Швеции и Кореи обнаружили, что гуманин может быть полезен для костей двумя различными способами. Во-первых, было обнаружено, что микропептид предотвращает гибель хондроцитов (клеток, вырабатывающих коллагеновый матрикс, из которого строится кость), не влияя на противовоспалительные эффекты глюкокортикоидов, таких как дексаметазон[13]. Этот эффект помогает ускорить темпы роста костей и хрящей, частично компенсируя ускоренную потерю костной массы, вызванную глюкокортикоидами. В то же время, когда гуманин способствует развитию хондроцитов, он, по-видимому, уменьшает образование остеокластов. Остеокласты - это клетки, ответственные за разрушение и ремоделирование костей. Хотя он полезен и важен для нормальной физиологической функции, чрезмерная активация этих клеток при патологических состояниях приводит к серьезной потере костной массы. Предотвращая образование остеокластов, гуманин помогает уменьшить чрезмерное ремоделирование и потерю костной ткани
