Раскрыта опасность марганца: что поможет снизить его вред
Хроническое избыточное воздействие марганца на организм, особенно связанное с профессиональной деятельностью (например, сварочные работы) или загрязнением окружающей среды, может привести к развитию состояния, известного как марганизм. Это нейродегенеративное расстройство характеризуется симптомами, схожими с болезнью Паркинсона: тремором, мышечной ригидностью и когнитивными нарушениями. Исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера (URMC) обнаружили, что биотин способен уменьшать нейротоксичное воздействие марганца, улучшая работу митохондрий и защищая нервные клетки.
«Нейротоксичные металлы, такие как марганец, провоцируют поражения нервной системы», — отметил автор исследования Сувариш Саркар. «Мы использовали метаболомные методы и вычислительные подходы для изучения этого состояния, что позволило нам обнаружить, что метаболизм биотина может быть ключевым фактором в защите нервной системы».
Ученые провели имитацию хронического воздействия марганца, характерного для людей, на плодовых мушках Drosophila. Они установили, что марганец вызывает двигательные нарушения, изменение функций митохондрий и лизосом, потерю нейронов и сокращение продолжительности жизни у мушек. Эти результаты были подтверждены на человеческих дофаминергических нейронах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC).
Потеря нейронов, вырабатывающих дофамин, является характерной чертой как болезни Паркинсона, так и синдрома паркинсонизма. Исследование показало, что марганец особенно токсичен для этих клеток, вызывая накопление белка альфа-синуклеина, который приобретает неправильную структуру и скапливается в мозге, усиливая нейродегенерацию.
Однако результаты исследования дают надежду: биотин, микронутриент, синтезируемый кишечной микрофлорой, улучшал выработку дофамина и снижал токсическое воздействие марганца на нервные клетки. У мушек и человеческих нейронов, подвергшихся воздействию марганца, добавление биотина улучшило функции митохондрий, уменьшило гибель клеток и восстановило их работоспособность.
Эти данные подчеркивают важность изучения связи между состоянием кишечной микрофлоры и заболеваниями мозга. Ранее ученые установили, что болезнь Паркинсона может начинаться с нарушений в кишечнике, и результаты нового исследования подтверждают эту гипотезу.
«Биотин может стать перспективной стратегией для замедления нейродегенерации, вызванной марганцем. Его безопасность и хорошая переносимость у людей делают его многообещающим кандидатом для дальнейших исследований», — отметил Саркар. «Пробиотики, способствующие синтезу биотина, или биотинсодержащие добавки могут предложить новые методы немедикаментозного вмешательства».
Исследование, проведенное в сотрудничестве с учеными из Гарвардского университета и Колумбийского университета, открывает новые горизонты в разработке методов профилактики и лечения нейродегенеративных заболеваний, связанных с воздействием токсичных металлов. Однако, как подчеркивают авторы работы, для полной оценки терапевтического потенциала биотина необходимы дополнительные исследования.
Ранее ученые обнаружили неизвестный науке режим работы нейронов.
