Alzheimerova choroba je charakterizována beta-amyloidovými plaky v mozku, které narušují normální fungování neuronů. Mohl by to opravit běžný rostlinný pigment?
Nejvýznamnější fyziologickou charakteristikou Alzheimerovy choroby je nadměrná akumulace shluků aminokyselin zvaných amyloid beta v mozku.
Tyto shluky se někdy mohou spojit do ještě větších útvarů, známých jako beta-amyloidové plaky.
Když je příliš mnoho skupin beta-amyloidu schopných „hromadit se“ v mozku, naruší to normální signalizaci mezi neurony. Seskupení beta-amyloidů také spouštějí zánětlivou reakci nervového systému, která souvisí s progresí tohoto stavu.
Ale co když by některé z těchto fyziologických procesů mohly být zpomaleny díky běžné látce nalezené v široce dostupné kořenové zelenině?
Vědci z University of South Florida v Tampě experimentovali se sloučeninou zvanou betanin, což je pigment, který dodává řepě tmavě červenou barvu.
Li-June Ming, Darrell Cole Cerrato a jejich kolegové vysvětlují, že tento rostlinný pigment interaguje s amyloidem beta a brání některým procesům, které mohou mít škodlivé účinky na mozek.
Výsledky výzkumu týmu byly tento týden představeny na 255. národním setkání a výstavě Americké chemické společnosti, které se konalo v New Orleans v LA.
Betanin může zabránit oxidaci
Studie zveřejněná loni v roce The Journals of Gerontology Series A ukázaly, že pití šťávy z červené řepy před aerobním cvičením způsobilo, že stárnoucí mozek vypadal mladší tím, že zvýšil průtok krve do mozku a reguloval cirkulaci kyslíku.
Ming a tým, zaujatí tímto a podobným výzkumem, se rozhodli zjistit, zda by betanin, který se běžně vyskytuje v této kořenové zelenině, mohl být použit k zabránění formování amyloidu beta ve shlucích, které ovlivňovaly komunikaci mezi mozkovými buňkami.
Studie ukazují, že agregace amyloidu beta do škodlivých klastrů často závisí na jejich interakci s kovovými molekulami v mozku, zejména s molekulami zinku a mědi.
Když se takové shluky vytvoří, vysvětlují vědci nové studie, že amyloid beta usnadňuje zánět mozku a oxidaci neuronů, což vede k nenapravitelnému poškození těchto mozkových buněk.
Ming a kolegové se rozhodli zjistit, zda by přidání betaninu do chemické směsi mohlo narušit proces agregace a zabránit škodám.
Za tímto účelem provedli řadu laboratorních experimentů, ve kterých sledovali aktivitu amyloidu beta v různých kontextech pomocí 3,5-di-terc-butylkatecholu (DTBC), sloučeniny, která umožňuje vědcům sledovat proces oxidace.
Použitím ultrafialové viditelné spektrofotometrie vědci poté sledovali, zda a za jakých okolností byl amyloid beta schopen oxidovat DTBC. Není překvapením, že viděli, že amyloid beta sám o sobě nevyvolává velké oxidační poškození - ale když se vázal na molekuly mědi, oxidace byla značná.
V dalším experimentu, který do směsi přidal betanin, však Ming a kolegové zjistili, že pigment snížil množství oxidace způsobené amyloidem beta až o 90 procent.
Takový objev vedl vědce k hypotéze, že sloučenina z řepy může být dobrým místem pro hledání lepších Alzheimerových léků.
"Naše data naznačují, že betanin, sloučenina v řepném extraktu, vykazuje určité sliby jako inhibitor určitých chemických reakcí v mozku, které se podílejí na progresi Alzheimerovy choroby," říká Ming.
"Je to jen první krok, ale doufáme, že naše zjištění povzbudí další vědce, aby hledali struktury podobné betaninu, které by mohly být použity k syntéze léků, které by mohly trochu usnadnit život těm, kteří trpí touto chorobou."
Li-June Ming
Zatímco vědci dávají pozor, aby tvrdili, že sloučenina z řepy může úplně zabránit Alzheimerově chorobě, naznačují, že může poskytnout klíč k řešení jejích fyziologických kořenů.
"Nemůžeme říci, že betanin úplně zastaví chybné skládání [amyloidu beta], ale můžeme říci, že snižuje oxidaci," vysvětluje Cerrato.
„Méně oxidace,“ pokračuje, „by mohl do jisté míry zabránit nesprávnému skládání, možná dokonce do té míry, že zpomaluje agregaci beta-amyloidních peptidů, o nichž se věří, že jsou hlavní příčinou Alzheimerovy choroby.“