Şeker Kodunu Kırmak: Glycome Neden Sağlık Ve Tıpta Bir Sonraki Büyük Şey

Şeker Kodunu Kırmak: Glycome Neden Sağlık Ve Tıpta Bir Sonraki Büyük ŞeyMoleküler tarafından / shutterstock.com

Şekeri düşündüğünüzde, muhtemelen kurabiye yapmak veya kahvenizi tatlandırmak için kullandığınız tatlı, beyaz, kristal sofralık şekeri düşünürsünüz. Ancak, vücudumuzda, kanser, yaşlanma ve otoimmün hastalıklar da dahil olmak üzere son zamanlarda sağlık sorunlarına bağlı olduğu güçlü yapılar oluşturmak için basit şeker moleküllerinin birbirine bağlanabileceğini biliyor muydunuz?

Ulusal Bilimler Akademisine göre, konumlarının ve yapılarının bir haritasını çıkarmak bizi yeni bir modern tıp çağına sok. Bunun nedeni, insan vücudumuzdaki tüm şeker toplama gliserleri olan hekimlerin hastalarını teşhis ve tedavi etmelerine yardımcı olma potansiyeline sahip henüz keşfedilmemiş glikanları barındırmasıdır.

İnsan Genom Projesinin 2003'in tamamlanmasından dünya çapında duyulan ilgi sayesinde çoğu insan DNA, genomik ve hatta proteomik - proteinlerin çalışmasını duymuştur. Ancak glikomik olarak da bilinen glikanların çalışması yaklaşık 20 yıl diğer alanların gerisinde. Bu gecikmenin bir nedeni, bilim adamlarının, glikan yapılarını ve insan hücrelerine bağlanma yerlerini hızlı bir şekilde tanımlayan araçları geliştirmemeleridir. “Şeker kat” biraz gizemli olmuştur.

Şimdiye kadar, öyle.

Çoğu laboratuvar hücresel veya moleküler araştırmalara odaklanırken, laboratuvar glikan yapılarını ve bağlanma yerlerini hızlı bir şekilde karakterize etmek için gelişen teknolojiye odaklanmıştır. Nihai hedefimiz yüz binlerce şekeri ve bunların yerlerini çeşitli hücre tiplerinde kataloglamak ve daha sonra bu bilgileri tıbbi tedavileri her bir kişiye göre ayarlamak için kullanmaktır.

Neden glikanları önemsiyoruz?

Gelecekte, bir bireyin glikan analizinin, bu gibi hastalıklar geliştirme riskimizi tahmin etmek için kullanılması muhtemeldir. romatoid artrit, kanser ya da Gıda alerjileri. Bunun nedeni, glisit değişikliklerinin özel hastalık durumlarına spesifik olarak bağlanabilmesidir. Ayrıca, biyolojik işlemler gibi yaşlanma Bizim gliserde iltihabı ile bağlantılıdır. Bu değişikliklerin tersine çevrilmesi, hastalığın önlenmesine veya hatta yaşlanmanın yavaşlamasına yardımcı olabilirse merak uyandırıcı bir olasılık olabilir.

DNA, proteinler ve yağlarla birlikte, glikanlar yaşam için gerekli dört ana makromolekülden biridir. Bu dördüncüsü, glikanlar, hücrelerimizin nasıl davrandığının son hakimidir.


InnerSelf'ten En Son Haberleri Alın


DNA nasıl göründüğümüzü, düşünme ve davranma kapasitemizi düzenler ve hatta en duyarlı olduğumuz hastalıkları belirler. DNA'mızda, proteinlerin nasıl sentezleneceğine dair talimatlar içeren genler kısa segmentlerdir. Proteinler, yaşam için gerekli birçok işlevi yerine getiren hücrenin “işgücü” dür.

Bununla birlikte, bir proteinin nasıl davrandığı genellikle hangi glikanların kendisine bağlı olduğuna bağlıdır. Başka bir deyişle, bu şeker molekülleri, proteinlerimizin işlerini nasıl yaptıklarını ve hatta hücrelerimizin uyaranlara nasıl tepki vereceğini büyük ölçüde etkileyebilir. Örneğin, bir hücrenin dışından birkaç glikan değiştirirseniz, o hücrenin vücudumuzdaki farklı bir yere taşınması tetiklenebilir.

Glikanların asıl işi, hücrelerimizin yüzeyinde bulunan proteinleri ve yağları değiştirmektir. Birlikte, hücre çevresinde kalın bir şeker kaplama oluştururlar. Hücrenin yüzeyinin toprak olduğunu düşünürsek, glikanlar filizlenen ve hücreye renk ve kimlik getiren harika çeşitlilik gösteren bitki yaşamı ve yaprakları olacaktır. Aslında, çıplak gözle bir hücre görebilseydin çok bulanık görünürdü. 10 kat daha fazla tüysüz bir şeftali hayal edin.

Şeker Kodunu Kırmak: Glycome Neden Sağlık Ve Tıpta Bir Sonraki Büyük Şeyİnsan vücudundaki her bir hücre, yapı taşları olarak glikoz, mannoz, galaktoz, sialik asit, glukosamin ve meyve gibi çeşitli basit şekerler kullanılarak birleştirilen bir glikan topluluğu ile kaplanmıştır. Mevcut şeker katının tipini algılayarak, immün hücrelerimiz diğer hücreleri dost veya düşman olarak tanımlayabilir. Bunun nedeni, bakterilerin yüzeylerinde insan hücrelerinde hiç görülmeyen şekerler bulunmasıdır - patojenin şekerleri bağışıklık sistemi tarafından algılanır ve bakterileri 'yabancı' olarak tanımlar. Emanual Maverakis, CC BY-SA

Glikanlar kendi hücrelerimizi etiketler ve 'kendi' olarak tanımlarlar

Bir hücrenin etrafındaki ses onun glikan ceketidir. Hücrelerimizin dışında bulunan glikanlar, çoğu hücresel etkileşim için ilk temas noktasıdır ve böylece hücrelerin birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu etkiler. Ayrıca glikanları benzersiz bir hücresel “barkod” olarak da düşünebilirsiniz. Böylelikle böbrek hücresinin akması, bağışıklık hücresinin akmasından farklı görünecektir. Ancak benzerlikler de var. Aslında, vücudumuzu patojenleri araştıran bağışıklık hücreleri, vücudumuzun tüm hücreleri tarafından paylaşılan glikan “barkodundaki” ortak özellikler nedeniyle kendi “kendi” hücrelerimize saldırmamayı bilir.

Buna karşılık, bakteri ve parazitler gibi sıtma insan hücrelerinde görülmeyen farklı “şeker katlarına” sahiptir. Bakteriyel şekerler “yabancı” olarak etiketlendiğinde, bir kişinin bağışıklık sistemi bakteri yok etmeyi hedefler. Bununla birlikte, genellikle bebeklerde ciddi enfeksiyonlara neden olan B grubu streptokok gibi zararlı bakteriyel patojenler immün saptamayı önleyebilir benzer glikanlar taşıyarak insan hücrelerini taklit etme kılık değiştirmiş - koyun derisi giymiş kurt gibi.

Maalesef, bazı patojenler, hastalıklara neden olmalarına yardımcı olmak için glikanlarımızı da kullanabilirler. Ölümcül virüsler HIV ve Ebola gibi insan hücrelerimizi etkilediklerinde “kilitledikleri” spesifik glikanları tutmaya başlamışlardır. Bu virüslerin glikanlarımızla etkileşime girmesini engelleyen veya virüse özgü glikanlara saldıran tedaviler, bu enfeksiyonların tedavisi için yeni bir yol olabilir.

Şeker Kodunu Kırmak: Glycome Neden Sağlık Ve Tıpta Bir Sonraki Büyük ŞeyHücrelerimizdeki ve bakteriyel hücrelerdeki şekerler onları arkadaş ya da düşman olarak etiketler. Emanual Maverakis, CC BY-SA

Yeni araştırmalar Ayrıca glikanların, otoimmün hastalıkların gelişiminde büyük rol oynadığını göstermiştir. romatoid artrit ve otoimmün pankreatit. Bu şaşırtıcı değildir, çünkü glikanlar immün hücrelerin işlevini doğrudan etkiler.

Normalde, bağışıklık hücrelerimiz vücudumuzun “savunma sistemi” olarak görev yapar ve zararlı bakteri veya virüs gibi yabancı istilacıları tespit eder ve yok eder. Fakat vücut yanlışlıkla kendi hücrelerimizi düşman olarak etiketlediğinde ve kendisine içsel bir saldırı başlattığında, otoimmünite doğar. İlginç bir şekilde, bu gibi durumlarda, vücuttaki saldırının gücünü belirleyecek olan yaramazlık kendiliğinden salınan antikorlarda mevcut olan glikanlardır. Bu anormal immün cevap, glikanlara karşı bile yönlendirilebilir. Örneğin, bağışıklık sistemi “kendi” glikanlarını sanki “yabancı” moleküllermiş gibi yanabilir. Araştırma ekibimiz geçenlerde bir makale yayınladı Bu ilişkilerin bazılarını açıklayan glikan otoimmünite teorisini tanıttı.

Yiyeceklerimizdeki glikanlar bağışıklık tepkilerini tetikleyebilir

Kırmızı et tüketimini ateroskleroz ve diyabet gibi hastalıklarla bağdaştıran birçok çalışma olmuştur, ancak bunun neden ve nasıl yakın zamana kadar gerçekleştiğini gösterememiştir. Bir ilgi çekici çalışma Suçlu, hantal olmayan isim, insanlık dışı sialik N-glikolilinuraminik asit veya kısaca Neu5Gc içeren bir şeker olduğunu göstermektedir. Neu5Gc, insanlar hariç tüm memelilerde bulunur, çünkü Neu5Gc'yi eski haline getirebilecek erken insanlar eskiden öldü. malarial parazit.

Bununla birlikte, şu anda Neu5Gc üretme kabiliyetimiz olmamasına rağmen, vücudumuz hala kırmızı et yiyerek elde edersek, hücrelerimizdeki glikanları içine alma kabiliyetine sahiptir. Hücrelerimizin glikan katının bir parçası olduğunda, hücrelerimiz onları çevreleyen “yabancı” bir maddeye sahiptir - Neu5Gc. Bu, vücudumuzdaki iltihaplanmayı tetikleyebilir, çünkü bağışıklık sistemimiz Neu5Gc'yi “yabancı” olarak tanır ve ona saldırır. Bu iç saldırıların neden olduğu kronik iltihap kalp krizi, felç ve hatta kansere yol açabilir.

Vücudumuz, genellikle basit şeker yapı taşlarından oluşan dallanma yapılarıyla, on binlerce eşsiz glikanı sentezler. Proteinler veya yağlar düzinelerce benzersiz glikan ile de değiştirilebilir. Bu sayısız kombinasyon, haritalama glikanlarını zorlaştırır, çünkü yüz binlerce glikan düzenini analiz etmek için pratik ve etkili bir yol gerekir.

Araştırma ekibimiz şimdi insan gliserini hızlı ve sağlam bir şekilde izlemek için yöntemler geliştirdi. Mühendislik ilerlemelerini ve numune işlemedeki gelişmeleri değerlendirerek, tekniğimiz bir kerede binlerce glikanı izleyebilir, bu da hücrelerdeki glikanları sağlıklı kontrollerden ve çeşitli hastalıkları olan hastalardan karakterize etmemizi sağlar. Amacımız, bu verileri klinisyenlerin tüm insan hastalıklarını teşhis etmesine ve tedavi etmesine yardımcı olacak öngörücü modeller geliştirmek için kullanmaktır. “Şeker Kodunu” açtıkça yeni bir tıbbi gelişme dalgasının olacağına inanıyoruz.

Yazar hakkında

Emanual Maverakis, Doçent - Tıbbi Mikrobiyoloji ve İmmünoloji ve Dermatoloji Bölümleri | Üye - Sağlık Enstitüsü İçin Yiyecekler | Üye - Kapsamlı Kanser Merkezi | Direktör - Otoimmünite | Direktör - Bağışıklık İzleme Çekirdeği, California, Davis Üniversitesi; Carlito Lebrilla, Seçkin Kimya Profesörü, California, Davis Üniversitesive Jenny Wang, Klinik Araştırma Görevlisi, Kaliforniya Üniversitesi, Davis | Tıp Öğrencisi, Albert Einstein Tıp Fakültesi, Yeshiva Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar:

{amazonWS: searchindex = Kitaplar; anahtar kelimeler = şeker sorunları; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf'i takip et

facebook-icontwitter-ikonrss-ikon

E-posta ile son alın

{Emailcloak = off}