Pequeña molécula es en Big Yellow: Hopkins científicos Resuelva bilirrubina paradoja, identificada como células principal antioxidante

Abril 26, 2016 Admin Salud 0 6
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La bilirrubina es un misterio de una molécula asociada con una mejor salud si hay sólo un poco "más de lo normal, pero más conocido por ser el origen de amarillo en la ictericia y, en niveles altos, por causar daño cerebral en los recién nacidos. Los científicos de Johns Hopkins han resuelto el enigma de cómo esta molécula tóxica también puede ser útil.

En la actual edición en línea de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, el equipo de investigación reporta que la bilirrubina y la enzima que hace que parezca ser la más poderosa protección del cuerpo contra el daño oxidativo. El descubrimiento podría algún día ayudar a mejorar el tratamiento del accidente cerebrovascular, infarto de miocardio y el deterioro cognitivo después de la cirugía de bypass.

"Tan poderoso antioxidante es la bilirrubina que desplaza el glutatión, la molécula que es para 80 años para ser el antioxidante celular más importante", dice Solomon Snyder, MD, director de neurología en la Escuela de Medicina Johns Hopkins.




"Hay algunos estudios muy elegantes en la literatura que se unen los niveles de bilirrubina ligeramente más altos para una mejor supervisión en los bebés, un menor riesgo de enfermedad coronaria y el cáncer en adultos y un menor daño por accidente cerebrovascular en modelos animales. Sin embargo, estos resultados se han ido contra lo que la gente pensaba que sabían acerca de la bilirrubina, y los resultados se encogieron en gran medida fuera ", añade Snyder. "Ahora tienen un sentido."

Nótese cómo la molécula amarilla tóxicos en el final de la degradación biológica de la hemoglobina, la "red" en las células rojas de la sangre, bilirrubina también ha sido durante mucho tiempo se sabe que reaccionan con las formas altamente reactivas de oxígeno responsable de daño celular. Sin embargo, hay tan poco bilirrubina en las células - alrededor de mil veces menos que la cantidad de oxidantes - que no se considera que contribuya eficazmente a la protección de las células.

Para probar su idea de que estas pequeñas cantidades de bilirrubina tenían un gran trabajo, los científicos utilizaron una herramienta de investigación llamada interferencia de ARN para "comprimir" el ARN para la biliverdina reductasa, la enzima que convierte la bilirrubina. Dado que la célula de modo que no puede utilizar las instrucciones del ARN para producir una proteína, el resultado es el plato de laboratorio equivalente de "noquear" un gen.

Liderados por M. D./Ph.D. candidato David Baraсo, el equipo de investigación ha demostrado que, sin la biliverdina reductasa, las células tumorales humanas y las células del cerebro de ratas experimentaron mucho más daño y muerte celular en respuesta a pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno, un oxidante, que las células con la enzima intacta.

Sorprendentemente, el daño al noquear a la enzima, y ​​luego la bilirrubina, era incluso más grande batiendo el antioxidante celular ya conocido, el glutatión. Al tiempo que toma una molécula de glutatión a consumir un oxidante, una sola molécula de bilirrubina puede hacerse cargo de las moléculas 10000 oxidantes, los científicos han encontrado.

La clave es que la bilirrubina es parte de un ciclo, de modo que una sola molécula se puede utilizar una y otra vez para limpiar el oxígeno altamente reactivos (radicales libres) que de otro modo dañar las membranas de las células y su ADN en un daño irreparable, dicen los investigadores.

"Un oxidante reacciona con la bilirrubina a biliverdina, que se convierte a continuación en la bilirrubina por la biliverdina reductasa," dice Snyder, que sugiere la bilirrubina puede proteger las membranas celulares, mientras que el glutatión puede proteger los elementos dentro de las células. "Un oxidante abajo, diez para ir."

Los resultados también se asientan mucho paradoja - porque la bilirrubina se hace en absoluto. Si la degradación de la hemoglobina detuvo a un paso anterior, una molécula con verdoso, llamado biliverdina soluble, los residuos se puede quitar fácilmente sin dañar la acumulación, toma nota de Snyder. Pero en lugar de detenerse a biliverdina, la mayoría de las células animales (excepto aves) siguen haciendo con la bilirrubina, biliverdina reductasa.

"Si toda la bilirrubina no se hizo tóxico en altas cantidades, no tiene sentido que los animales se desarrollarían su producción en todos, especialmente para un proceso de rutina como la degradación de la hemoglobina", dice Snyder. "Pero el estrés oxidativo está detrás de daño y muerte celular casi todos, de la inflamación a un ataque cardíaco y accidente cerebrovascular. Como muy elegante y de gran alcance para proteger a las células de esta tensión, la bilirrubina es probable un importante desarrollo evolutivo."

Para obtener los beneficios de la potencia de la bilirrubina para proteger las células, los investigadores podrían desarrollar agentes que estimulan su liberación de las células sanguíneas, que impiden temporalmente su distancia desde el cuerpo, o que maximizan la cantidad de bilirrubina en el cuerpo. Sin embargo, si el enfoque reduciría el daño celular de ataque al corazón o un derrame cerebral, por ejemplo, aún está por verse.

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Los autores del estudio son Baraсo, Snyder y Mahil Rao, de la Escuela de Medicina Johns Hopkins; y Christopher Ferris, antes de Hopkins y ahora en la Facultad de Medicina de la Universidad de Vanderbilt. Los estudios fueron financiados por el Servicio de Salud Pública de Estados Unidos.

Sitios web relacionados: http://www.pnas.org

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