Zašto je bakar važan za naše zdravlje?

Ispitivanje molekula koje prenose bakar kroz krvotok omogućilo je nove rezultate za dijagnozu i lečenje širokog raspona bolesti.

Pogrešna regulacija nivoa bakra u tkivima igra glavnu ulogu u bolestima poput alchajmerove bolesti, parkinsonove bolesti i bolesti motornih neurona. 

Bakar je ključan za zdrav metabolizam, a ipak, naučnici znaju iznenađujuće malo o tome kako ga telo prenosi i održava optimalni nivo u tkivima.

Vezan za proteinske molekule, bakar je vitalna komponenta brojnih enzima koji katalizuju ključne metaboličke reakcije.

Bakar je prisutan u tragovima u celom telu. Najveće koncentracije se javljaju u delovima tela koji imaju izuzetno visoku aktivnost, kao što su jetra, mozak, srce, bubrezi i skeletni mišići.

Višestruka uloga

Među svojim mnogim ulogama, bakar je važan za proizvodnju energije tokom ćelijskog disanja, pravljenja crvenih krvnih zrnaca, za postavljanje imunskih odgovora i održavanje nervnih ćelija.

Međutim, povišen može da pokrene proizvodnju destruktivnih slobodnih radikala i doprinese upali.

Istraživanje je povezalo neispravnu regulaciju nivoa bakra sa nekoliko neurodegenerativnih bolesti, uključujući menkesov sindrom, bolest motornih neurona, parkinsonovu bolest i alchajmerovu bolest.

Studija iz 2013. godine, na primjer, otkrila je da kada se bakar nakuplja u mozgu, on podstiče razvoj beta-amiloidnih plakova koji su znak alchajmerove bolesti. 

Studija je otkrila da bakar ne samo da inhibira uklanjanje rastvorljivih molekula beta-amiloida iz mozga, već ih podstiče da se sakupljaju i stvaraju nerastvorne plakove.

Biohemičari pokušavaju da bolje shvate kako telo održava optimalne nivoe bakra u svojim tkivima i šta se dešava kada ovaj homeostatski proces propadne.

Znanje bi im moglo pomoći da razviju nove načine dijagnosticiranja, praćenja i lečenja bolesti koje uključuju prekid homeostaze bakra.

Još jedan odličan razlog da se kontroliše šećer - umanjuje rizik od Alchajmerove bolesti

Kao deo ovog napora, naučnici su želeli da saznaju kako se bakar transportuje krvotokom.

Neuobičajeno za nauku, otkrili su da je proces manje komplikovan nego što su očekivali. Ranije su biohemičari verovali da tri proteina igraju ulogu u transportu bakra, ali prema novoj studiji, samo je jedan glavni igrač. 

Afinitet za bakar

Da bi izmerili afinitet svakog proteina prema bakru - znači koliko se čvrsto veže za jone bakra - istraživači su razvili novi i inovativan pristup nazvan tečna hromatografija i ICP-MS (induktivno spojena spektrometrija mase plazme). Ove biohemijske tehnike razdvajaju i identifikuju molekule koji se nalaze u tragovima u biološkoj tečnosti, poput krvi ili cerebrospinalne tečnosti.

Naučnici su otkrili da se u krvi oko 75% bakarnih jona veže za enzim koji se zove ceruloplasmin, dok se oko 25% vezuje za enzim zvan albumin.

Međutim, ceruloplazmin se veže za bakar toliko čvrsto da je malo verovatno da će igrati ulogu u transportu metala tamo gde je potreban. Čini se da je glavni posao enzima pomaganje drugom prevozu proteina gvožđa u krvi.

Albumin se, s druge strane, veže na bakar mnogo manje i verovatno je glavni prevoznik bakra.

Istraživači su otkrili da se mali udeo bakra u krvi (oko 0,2%) se veže na aminokiselinu zvanu histidin. Oni spekulišu da histidin deluje kao katalizator, pomažući da se bakar izbaci iz albumina kada dođe do odredišta kao što je jetra.

Biohemičari su pretpostavili da dalji protein, zvan alfa-2 makroglobulin, takođe prenosi bakar. Međutim, navode da se u njihovim eksperimentima nije vezivao za bakar u krvnoj plazmi u značajnim količinama.

Regulisanje nivoa bakra

Istraživanje je proizvod saradnje naučnika sa Tehničkog univerziteta u Talinu i švedske farmaceutske kompanije Vilson Therapeutics AB.

Glavni proizvod kompanije Vilson Therapeutics AB je Decuprate, koji je obećavajuće terapijsko sredstvo za lečenje vilsonove bolesti, retkog genetskog poremećaja zbog koga se bakar nakuplja u toksičnim količinama u jetri, mozgu i drugim tkivima.

Podmladite svoje krvne sudove za samo šest meseci na krajnje neočekivan način

Vezivanjem za bakar, Decuprate pospešuje njegovo izlučivanje iz organizma.

U svom radu, istraživači kažu da bi njihovi nalazi mogli omogućiti otkrivanje poremećaja u metabolizmu bakra koji karakterišu bolesti poput vilsonove i alchajmerove bolesti.

Njihova istraživanja mogu, takođe, pružiti nove načine praćenja efikasnosti lekova kao što je Decuprate u regulisanju nivoa bakra.

Pored specifičnih dijagnoza, efekat lekova koji normalizuju metabolizam bakra koji se koriste za lečenje gore navedenih bolesti može se nadgledati i kroz bakarnu ravnotežu u krvi.