Reglarea defectuoasă a nivelului de cupru în țesuturi joacă un rol major într-o gamă largă de boli, inclusiv boala Alzheimer, boala Parkinson și bolile neuronilor motorii. O investigație a moleculelor care transportă cupru în fluxul sanguin a oferit noi oportunități pentru diagnostic și tratament.
Un nou studiu investighează rolul cuprului în boală.
Cuprul metalic este crucial pentru un metabolism sănătos și, cu toate acestea, oamenii de știință știu surprinzător de puțin despre modul în care organismul îl transportă și menține nivelurile optime în țesuturi.
Legat de moleculele de proteine, cupru este o componentă vitală a numeroase enzime care catalizează reacțiile metabolice cheie.
„Biochimiștii au știut despre importanța cuprului în corpul uman de mai mult timp, dar nici nu știu, de exemplu, cum ajunge acest element de la mâncarea noastră la destinațiile potrivite, adică diverse enzime de cupru”, spune prof. Peep Palumaa, șeful Grupului de cercetare a metaloproteomicelor de la Universitatea de Tehnologie din Tallinn din Estonia.
Cuprul este prezent în tot corpul. Cele mai mari concentrații apar în zone ale corpului care au activitate extrem de ridicată, cum ar fi ficatul, creierul, inima, rinichii și mușchiul scheletului.
Roluri multiple
Printre numeroasele sale roluri, metalul este vital pentru producerea de energie în timpul respirației celulare, crearea de celule roșii din sânge, montarea răspunsurilor imune și menținerea celulelor nervoase.
În exces, însă, poate declanșa producerea de radicali liberi distructivi și poate contribui la inflamație.
Cercetările au legat reglarea defectuoasă a nivelului de cupru la mai multe boli neurodegenerative, incluzând sindromul Menkes, boala neuronului motor, boala Parkinson și boala Alzheimer.
Un studiu pe care Medical News Today a raportat-o în 2013, de exemplu, a constatat că atunci când cuprul se acumulează în creier, promovează dezvoltarea plăcilor beta-amiloide care sunt semnul distinctiv al bolii Alzheimer.
Studiul a descoperit că cuprul nu numai că inhibă eliminarea moleculelor beta-amiloide solubile din creier, dar îi încurajează să se aglomereze pentru a forma plăci insolubile.
Biochimiștii au încercat să înțeleagă mai bine modul în care organismul menține niveluri optime de cupru în țesuturile sale și ce se întâmplă atunci când acest proces homeostatic se deranjează.
Cunoștințele le-ar putea ajuta să dezvolte noi modalități de diagnostic, monitorizare și tratare a bolilor care implică descompunerea homeostazei de cupru.
În cadrul acestei demersuri, prof. Palumaa și colegii săi au dorit să afle cum transportul cuprului este transportat în jurul fluxului sanguin.
Neobișnuit pentru știință, au descoperit că procesul a fost mai puțin complicat decât se așteptaseră. Anterior, biochimiștii credeau că trei proteine joacă un rol în transportul cuprului, dar, potrivit noului studiu, doar una este un actor major.
Afinitate pentru cupru
Pentru a măsura afinitatea fiecărei proteine pentru cupru – ceea ce înseamnă că se leagă de ionii de cupru – cercetătorii au dezvoltat o abordare nouă și inovatoare numită cromatografie lichidă și ICP-MS (spectrometrie de masă plasmatică cuplată inductiv). Aceste tehnici biochimice separă și identifică moleculele care sunt prezente în cantități de urme într-un fluid biologic, cum ar fi sângele sau lichidul cefalorahidian.
Oamenii de știință au descoperit că în sânge, aproximativ 75% din ionii de cupru sunt legați de o enzimă numită ceruloplasmină, în timp ce aproximativ 25% sunt legați de o enzimă numită albumină.
Cu toate acestea, ceruloplasmina se leagă de cupru atât de strâns, încât este puțin probabil să joace un rol în transportul metalului acolo unde este nevoie. Sarcina principală a enzimei pare să ajute o altă proteină transportând fierul în sânge.
Pe de altă parte, albumina se leagă de cupru mult mai puțin puternic și este probabil să fie principalul transportator de cupru.
Cercetătorii au descoperit că o proporție minusculă de cupru din sânge (aproximativ 0,2%) se leagă și de un aminoacid numit histidină. Ei speculează că histidina acționează ca un catalizator, ajutând la eliberarea cuprului din albumina atunci când ajunge la o destinație, cum ar fi ficatul.
Biochimiștii au presupus că o altă proteină, numită macroglobulină alfa-2, transportă și cupru. Cu toate acestea, prof. Palumaa și colegii săi raportează că, în experimentele lor, nu s-a legat de cupru în plasma de sânge în cantități semnificative.
0 Comments