Làm thế nào một đột biến cổ xưa có thể khiến con người mắc bệnh tim
Con người là động vật có vú duy nhất phát triển tự nhiên chứng xơ vữa động mạch, một động mạch thu hẹp có thể gây ra bệnh tim. Các nhà nghiên cứu liên kết điều này với việc mất đi một gen duy nhất trong tổ tiên của chúng ta khoảng 2–3 triệu năm trước.
Bệnh tim là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Tại Hoa Kỳ, hơn 600.000 người chết vì tình trạng này mỗi năm.
Bệnh mạch vành là loại bệnh tim phổ biến nhất. Nguyên nhân cơ bản là do xơ vữa động mạch, là tình trạng xơ cứng các động mạch cung cấp cho tim do sự tích tụ của các mảng bám.
Tiến sĩ Ajit Varki, một giáo sư xuất sắc về y học và y học tế bào và phân tử tại Đại học California San Diego ở La Jolla, có mối quan tâm lâu dài về cách chứng xơ vữa động mạch phát triển ở người.
Vài năm trước, Tiến sĩ Varki và nhóm của ông đã lưu ý rằng trong khi con người dễ bị xơ vữa động mạch, các động vật có vú khác không phát triển tình trạng này - trừ khi các nhà khoa học điều khiển chế độ ăn uống hoặc gen của chúng trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Trong một bài báo mới, xuất hiện trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa KỳTiến sĩ Varki cùng với cộng tác viên Philip Gordts, một trợ lý giáo sư y khoa, chỉ ra một đột biến gen xảy ra hàng triệu năm trước.
Nhóm nghiên cứu mô tả cách điều này có thể góp phần vào khuynh hướng duy nhất của chúng ta để phát triển chứng xơ vữa động mạch và mở rộng là bệnh tim mạch vành.
Mất phân tử đường 2–3 triệu năm trước
Trong một bài báo trước đây, Tiến sĩ Varki đã chỉ ra rằng con người - không giống như loài tinh tinh họ hàng gần gũi của chúng ta - thiếu một phiên bản chức năng của một gen được gọi là CMAH, là viết tắt của cytidine monophosphate (CMP) -N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) hydroxylase.
Protein được mã hóa bởi CMAH gen chuyển đổi một phân tử cụ thể được gọi là Naxit -acetylneuraminic (Neu5Ac) để N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc). Cả hai phân tử đều là axit sialic, một họ phân tử đường đóng vai trò thiết yếu trong nhiều quá trình sinh học.
Nghiên cứu của Tiến sĩ Varki chỉ ra rằng tổ tiên loài người đã mất một phần CMAH gen cách đây khoảng 2-3 triệu năm, khiến con người hiện đại không thể tạo ra Neu5Gc. Thay vào đó, các tế bào của chúng ta chủ yếu dựa vào Neu5Ac làm nguồn axit sialic chính của chúng.
Nghiên cứu những con chuột mà các nhà nghiên cứu đã biến đổi gen để thiếu Cmah, và bằng cách mở rộng Neu5Gc, nhóm nghiên cứu đã thấy chứng xơ vữa động mạch tăng 1,9 lần khi họ so sánh chúng với những con chuột bình thường.
“Nguy cơ gia tăng dường như được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố, bao gồm các tế bào bạch cầu hiếu động và xu hướng mắc bệnh tiểu đường ở người như chuột,” Tiến sĩ Varki nhận xét.
Neu5Gc trong thịt đỏ và xơ vữa động mạch
Trong một loạt các thí nghiệm khác, Tiến sĩ Varki và các đồng nghiệp đã kiểm tra tác động của chế độ ăn giàu Neu5Gc đối với Cmah chuột thiếu hụt.
Thịt đỏ là nguồn cung cấp Neu5Gc sẵn sàng mà nhóm của Tiến sĩ Varki trước đây đã chỉ ra là nguyên nhân gây viêm mãn tính trên mô hình chuột của họ.
Các nhà nghiên cứu đã thấy sự gia tăng từ 2,44 lần đến 3,42 lần chứng xơ vữa động mạch ở CmahNhững con chuột bị thiếu hụt mà chúng cho ăn chế độ ăn giàu Neu5Gc và chất béo, so với chế độ ăn giàu Neu5Ac và chất béo hoặc chế độ ăn nhiều chất béo nhưng không có axit sialic.
Tiến sĩ Varki nhận xét trong bài báo: “Sự mất CMAH trong quá trình tiến hóa của con người có thể góp phần vào khuynh hướng xơ vữa động mạch thông qua nhiều cơ chế [chế độ ăn uống] nội tại và ngoại sinh”.
"Nhìn chung, công trình của chúng tôi có thể giúp giải thích tại sao xơ vữa động mạch và các biến chứng CVD dẫn đến rất phổ biến ở người và tại sao những sự kiện này hiếm khi xảy ra tự phát ở các động vật có vú khác, khi không có thực nghiệm hoặc chế độ ăn kiêng."
Tiến sĩ Ajit Varki
Tin tức y tế hôm nay Tiến sĩ Varki hỏi bác sĩ rằng ông nghĩ chúng ta có thể giảm nguy cơ phát triển chứng xơ vữa động mạch như thế nào. Ông đề nghị rằng chúng ta “nhận ra rằng, là con người, chúng ta có nguy cơ cao nhất.”
