Czy buraki mogą zwalczyć chorobę Alzheimera u jej źródła?
Choroba Alzheimera charakteryzuje się blaszkami beta-amyloidowymi w mózgu, które zakłócają normalne funkcjonowanie neuronów. Czy zwykły pigment roślinny może pomóc?
Najbardziej widoczną fizjologiczną cechą choroby Alzheimera jest nadmierna akumulacja w mózgu skupisk aminokwasów zwanych amyloidem beta.
Gromady te mogą czasami łączyć się w jeszcze większe formacje, znane jako płytki beta-amyloidu.
Kiedy zbyt wiele grup beta-amyloidów jest w stanie „gromadzić się” w mózgu, zakłóca to normalną sygnalizację między neuronami. Grupy beta-amyloidów wyzwalają również odpowiedź zapalną układu nerwowego, która została powiązana z postępem tego stanu.
Ale co by było, gdyby niektóre z tych procesów fizjologicznych można było spowolnić dzięki powszechnej substancji znajdującej się w powszechnie dostępnym warzyw korzeniowych?
Naukowcy z University of South Florida w Tampie eksperymentowali ze związkiem zwanym betaniną, który jest pigmentem nadającym burakom ciemnoczerwony kolor.
Li-June Ming, Darrell Cole Cerrato i ich koledzy wyjaśniają, że ten roślinny pigment oddziałuje z amyloidem beta, zapobiegając niektórym procesom, które mogą mieć szkodliwy wpływ na mózg.
Wyniki badań zespołu zostały zaprezentowane w tym tygodniu na 255. Krajowym Spotkaniu i Wystawie Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, które odbyło się w Nowym Orleanie w Los Angeles.
Betanina może zapobiegać utlenianiu
Badanie opublikowane w zeszłym roku w The Journals of Gerontology Series A wykazali, że picie soku z buraków przed ćwiczeniami aerobowymi sprawiło, że starzejący się mózg wyglądał młodziej, zwiększając przepływ krwi do mózgu i regulując krążenie tlenu.
Zaintrygowany tym i podobnymi badaniami, Ming i zespół postanowili sprawdzić, czy betanina, powszechnie występująca w tych warzywach korzeniowych, może być stosowana do zapobiegania tworzeniu się klastrów beta-amyloidu, co wpływa na komunikację między komórkami mózgu.
Badania pokazują, że agregacja beta-amyloidu w szkodliwe skupiska często zależy od ich interakcji z cząsteczkami metali - zwłaszcza cynku i miedzi - w mózgu.
Naukowcy wyjaśniają, że kiedy takie skupiska powstają, amyloid beta ułatwia zapalenie mózgu i utlenianie neuronów, co powoduje nieodwracalne uszkodzenie tych komórek mózgowych.
Ming i współpracownicy postanowili sprawdzić, czy dodanie betaniny do mieszanki chemicznej może zakłócić proces agregacji i zapobiec szkodom.
W tym celu przeprowadzili serię eksperymentów laboratoryjnych, w których monitorowali aktywność beta-amyloidu w różnych kontekstach przy użyciu 3,5-di-tert-butylokatecholu (DTBC), związku, który pozwala badaczom obserwować proces utleniania.
Korzystając ze spektrofotometrii w świetle widzialnym w ultrafiolecie, naukowcy następnie zaobserwowali, czy iw jakich okolicznościach amyloid beta był w stanie utleniać DTBC. Jak można się było spodziewać, zauważyli, że sam amyloid beta nie powodował większych uszkodzeń oksydacyjnych - ale kiedy związał się z cząsteczkami miedzi, utlenianie było znaczne.
Jednak w kolejnym eksperymencie, w którym dodano betaninę do mieszanki, Ming i współpracownicy zauważyli, że pigment zmniejszył stopień utleniania spowodowanego przez beta-amyloid nawet o 90 procent.
Takie odkrycie skłoniło naukowców do postawienia hipotezy, że związek pochodzący z buraków może być dobrym miejscem do poszukiwania lepszych leków na chorobę Alzheimera.
„Nasze dane sugerują, że betanina, związek w ekstrakcie z buraków, jest obiecującym środkiem hamującym pewne reakcje chemiczne w mózgu, które są związane z postępem choroby Alzheimera” - mówi Ming.
„To tylko pierwszy krok, ale mamy nadzieję, że nasze odkrycia zachęcą innych naukowców do poszukiwania struktur podobnych do betaniny, które mogłyby zostać użyte do syntezy leków, które mogłyby nieco ułatwić życie osobom cierpiącym na tę chorobę”.
Li-June Ming
Chociaż naukowcy obawiają się twierdzenia, że związek pochodzący z buraków może całkowicie zapobiec chorobie Alzheimera, sugerują, że może on stanowić klucz do rozwiązania problemu jej fizjologicznych korzeni.
„Nie możemy powiedzieć, że betanina całkowicie zatrzymuje nieprawidłowe fałdowanie [beta-amyloidu], ale możemy powiedzieć, że zmniejsza utlenianie” - wyjaśnia Cerrato.
„Mniejsze utlenianie” - kontynuuje - „może w pewnym stopniu zapobiec nieprawidłowemu fałdowaniu, być może nawet do tego stopnia, że spowalnia agregację peptydów beta-amyloidu, co uważa się za ostateczną przyczynę choroby Alzheimera”.
