В поисках новых способов лечения глаукомы ученые из Каролинского института и глазной больницы Святого Эрика в Швеции обнаружили больше ключей к ее патогенезу. Новое исследование показывает, как нарушение метаболизма нейронов совпадает с повышенным давлением в глазу. На животных и клеточных моделях было показано, что рапамицин и пируват оказывают защитный эффект.
Статья основана на выводах научных исследований
Обратите внимание, что буквы в скобках (1, 2, 3 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.
Патогенез глаукомы
Глаукома - это неизлечимое заболевание, которое приводит к частичной или полной потере зрения у примерно 80 миллионов человек во всем мире. Тремя основными факторами риска являются возраст, высокое внутриглазное давление и генетическая предрасположенность. Единственные доступные в настоящее время стратегии лечения направлены на снижение давления в глазу с помощью глазных капель или хирургического вмешательства. Но такое лечение глаукомы не является эффективным и риск слепоты на один глаз все еще высок у людей с глаукомой.
Дегенерация ганглиозных клеток сетчатки глаза, чувствительных к внутриглазному давлению, является отличительной чертой глаукомы, ведущей к развитию слепоты.
Швейцарские ученые из Каролинского института и глазной больницы Святого Эрика в своих экспериментах смогли обнаружить изменение активности ряда генов, которые существенно влияли на пути, опосредующие метаболизм и транспорт глюкозы и пирувата.
Пируват
Пируват - это важное вещество, которое участвует в нескольких биохимических путях. Оно обычно встречается как один из конечных продуктов гликолиза, который затем транспортируется в митохондрии для участия в цикле лимонной кислоты.
В то время как человеческий организм естественным образом синтезирует пируват из глюкозы, это вещество встречается в красном вине, темном пиве, красных яблоках и других продуктах питания. Пируват также доступен в качестве пищевой добавки. Считается, что он снижает уровень холестерина, улучшает выносливость и работоспособность во время аэробных упражнений, а также способствует снижению веса.
В отсутствие кислорода или когда потребность в кислороде превышает возможности, пируват может подвергаться ферментации с образованием лактата. Как пируват, так и лактат могут быть использованы для регенерации глюкозы. Пируват также может быть вовлечен в анаболический синтез жирных кислот и аминокислот.
Уровень пирувата влияет на дегенерацию зрительного нерва
Ученые из Швейцарии в своем исследовании обнаружили зависимости между внутриглазным давлении и снижением уровня пирувата сетчатки глаза в сочетании с дисрегуляцией метаболизма глюкозы, приводящих к дегенерации зрительного нерва.
Примечательно, что уровень глюкозы в сетчатке глаза был повышен в 50 раз, что соответствовало снижению гликолиза, и, возможно, включало мобилизацию гликогена и другие метаболические изменения. На животных моделях ученые обнаружили блокирование способности клеток сетчатки глаза превращать глюкозу в другие важные молекулы, одной из которых является пируват. (1)
Лечение глаукомы
Когда животные (крысы и мыши) получали добавку в виде гликолитического продукта пирувата, то это сильно сильно защищало их сетчатку от нейродегенерации при глаукоме.
Кроме того, ученые обнаружили сильную активацию сигнального пути mTOR в связи с нейродегенерацией и нарушением метаболизма. Снижение активность пути mTOR с помощью рапамицина надежно предотвращало нейродегенерацию при глаукоме. Что подтверждает повреждающую роль внутриглазного давления через активацию пути mTOR и нарушение метаболизма клеток глаза.
Исследовательская группа ученых из Каролинского института и глазной больницы Святого Эрика уже много лет исследуют глаукому и ранее обнаружили связь между низким уровнем молекулы NAD, пожилым возрастом и повышенным внутриглазным давлением. Клиническое исследование, опубликованное летом 2020 года, показало, что после введения никотинамида (NAD) примерно 25% участников исследования сообщили об улучшении зрения.
В настоящее время в Медицинском центре Колумбийского университета проводится клиническое исследование, в котором пируват сочетается с никотинамидом.
Ресвератрол помогает улучшить работу пирувата
Ресвератрол, полифенол, содержащийся в натуральных пищевых продуктах, проявляет антиоксидантные, противовоспалительные и антипролиферативные свойства, потенциально полезные при различных заболеваниях, в частности в предотвращении роста опухолей. Однако быстрый метаболизм ресвератрола сильно ограничивает его биодоступность.
Ресвератрол изменяет липидный профиль, увеличивает окислительную способность и уменьшает гликолиз с увеличением выработки АТФ. Ресвератрол нацелен на комплекс пируватдегидрогеназы (PDH), ключевой митохондриальный привратник метаболизма, что приводит к усилению активности PDH. (2)
Пируват-дегидрогеназа способствует переработке пирувата, а при ее нехватке клетки не способны усвоить пируват, что приводит к развитию молочнокислого ацидоза.
