Wie eine alte Mutation Menschen für Herzkrankheiten prädisponieren kann
Der Mensch ist das einzige Säugetier, das auf natürliche Weise Arteriosklerose entwickelt, eine Verengung der Arterien, die Herzkrankheiten auslösen kann. Forscher verbinden dies mit dem Verlust eines einzelnen Gens bei unseren Vorfahren vor etwa 2 bis 3 Millionen Jahren.
Herzerkrankungen sind weltweit die häufigste Todesursache. In den Vereinigten Staaten sterben jedes Jahr mehr als 600.000 Menschen an den Folgen dieser Krankheit.
Koronare Herzkrankheit ist die häufigste Art von Herzkrankheit. Die zugrunde liegende Ursache ist Atherosklerose, eine Verhärtung der Arterien, die das Herz aufgrund einer Plaquebildung versorgen.
Dr. Ajit Varki, ein angesehener Professor für Medizin sowie Zell- und Molekularmedizin an der Universität von Kalifornien in San Diego in La Jolla, hat seit langem ein Interesse daran, wie sich Atherosklerose beim Menschen entwickelt.
Vor einigen Jahren stellten Dr. Varki und sein Team fest, dass Menschen zwar anfällig für Arteriosklerose sind, andere Säugetiere diese Erkrankung jedoch nicht entwickeln - es sei denn, Wissenschaftler manipulieren ihre Ernährung oder Gene in Laborexperimenten.
In einem neuen Artikel erscheint in Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von AmerikaDr. Varki weist zusammen mit dem Mitarbeiter Philip Gordts, einem Assistenzprofessor für Medizin, auf eine genetische Mutation hin, die vor Millionen von Jahren aufgetreten ist.
Das Team beschreibt, wie dies zu unserer einzigartigen Veranlagung zur Entwicklung von Arteriosklerose und damit zu koronarer Herzkrankheit beitragen kann.
Verlust des Zuckermoleküls vor 2–3 Millionen Jahren
In einem früheren Artikel hat Dr. Varki gezeigt, dass Menschen - anders als unser enger Verwandter, der Schimpanse - keine funktionelle Version eines Gens namens haben CMAHsteht für Cytidinmonophosphat (CMP) -N.-acetylneuraminsäure (Neu5Ac) -Hydroxylase.
Das von der CMAH Gen wandelt ein bestimmtes Molekül namens um N.-acetylneuraminsäure (Neu5Ac) bis N.-Glycolylneuraminsäure (Neu5Gc). Beide Moleküle sind Sialinsäuren, eine Familie von Zuckermolekülen, die bei vielen biologischen Prozessen eine wesentliche Rolle spielen.
Dr. Varkis Forschungen zeigen, dass menschliche Vorfahren einen Teil ihrer verloren haben CMAH Gen vor etwa 2 bis 3 Millionen Jahren, so dass moderne Menschen nicht in der Lage sind, Neu5Gc herzustellen. Stattdessen verlassen sich unsere Zellen hauptsächlich auf Neu5Ac als primäre Sialinsäurequelle.
Untersuchung von Mäusen, die Forscher gentechnisch verändert hatten Cmahund im weiteren Sinne Neu5Gc sah das Team einen 1,9-fachen Anstieg der Atherosklerose, wenn sie diese mit normalen Mäusen verglichen.
"Das erhöhte Risiko scheint auf mehrere Faktoren zurückzuführen zu sein, darunter hyperaktive weiße Blutkörperchen und eine Tendenz zu Diabetes bei Menschen wie Mäusen", kommentiert Dr. Varki.
Neu5Gc bei rotem Fleisch und Arteriosklerose
In einer weiteren Reihe von Experimenten testeten Dr. Varki und Kollegen die Wirkung einer Diät mit hohem Neu5Gc-Gehalt auf die Cmah mangelhafte Mäuse.
Rotes Fleisch ist eine fertige Quelle für Neu5Gc, von dem Dr. Varkis Team zuvor gezeigt hat, dass es in seinem Mausmodell chronische Entzündungen verursacht.
Die Forscher sahen einen 2,44-fachen bis 3,42-fachen Anstieg der Atherosklerose in der Cmah-defiziente Mäuse, die eine Diät mit hohem Gehalt an Neu5Gc und Fett im Vergleich zu einer Diät mit hohem Gehalt an Neu5Ac und Fett oder einer Diät mit hohem Fettgehalt, jedoch ohne Sialinsäure, fütterten.
"Der evolutionäre Verlust von CMAH beim Menschen trägt wahrscheinlich über mehrere intrinsische und extrinsische [diätetische] Mechanismen zur Veranlagung für Atherosklerose bei", kommentiert Dr. Varki das Papier.
"Insgesamt kann unsere Arbeit erklären, warum Atherosklerose und daraus resultierende CVD-Komplikationen beim Menschen sehr häufig sind und warum diese Ereignisse bei anderen Säugetieren ohne experimentelle oder diätetische Manipulation selten spontan auftreten."
Dr. Ajit Varki
Medizinische Nachrichten heute fragte Dr. Varki, wie er dachte, wir könnten unser Risiko, an Arteriosklerose zu erkranken, verringern. Er schlug vor, dass wir „erkennen, dass wir als Menschen dem größten Risiko ausgesetzt sind“.
