Из еды или сам по себе?
Холестерин, он же холестерол, – разновидность жира, который человеку жизненно необходим. Он входит в состав мембран клеток, из него получаются половые гормоны и гормоны надпочечников (стероиды), он используется для производства желчи. Для нормальной жизни человеку необходимо 1,2 г холестерина в день.
Что произойдет, если холестерина будет больше? Главная опасность в этом случае – инфаркт. Холестерин постепенно накапливается изнутри на стенках кровеносных сосудов, что ухудшает кровоснабжение, развивается атеросклероз. От этих отложений страдают суставы, сухожилия, роговица глаз.
Раньше считалось, что избыток холестерина в крови у тех, кто ест много жирного мяса, сыра и т. п., а в растительных продуктах его нет. С этим нобелевские лауреаты отнюдь не спорили. Однако лишь 20–30% холестерина поступает из пищи. Остальное количество синтезируется в самом организме. И если этот механизм дает сбой, повышенный уровень холестерина гарантирован. Вот тут и подключились генетики.
Нобелевская премия по физиологии или медицине 1985
За что? За выдающиеся открытия, касающиеся обмена холестерина и лечения нарушений уровня холестерина в крови. Кто? Майкл Браун (США) и Джозеф Голдштейн (США) Что из этого вышло? Стало легче справиться с атеросклерозом.
Команда для больших дел
Американские генетики Браун и Голдштейн познакомились в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне. Первый уже имел врачебную степень, второй проходил интернатуру. В 1973 году они вновь оказались в одной команде – в отделе медицинской генетики Юго-Западной медицинской школы.
Браун и Голдштейн и прежде интересовались семьями, где повышенный уровень холестерина в крови наблюдался из поколения в поколение, и даже строгая обезжиренная диета не помогала. Голдштейн назвал это «наследственной семейной гиперхолестеринемией» (НСГХ). На сегодня относительно нетяжелая форма НСГХ встречается приблизительно у 1 человека из 500 и часто приводит к инфаркту в возрасте 30–50 лет. Более тяжелый случай, когда атеросклеротические бляшки появляются уже в раннем детстве, обнаруживается куда реже. Чтобы понять, как это лучше лечить, ученые решили разобраться, что регулирует синтез холестерина в организме.
В поисках истины
Значительная часть холестерина синтезируется в печени, остальное – в кишечнике и коже. Для экспериментов ученые взяли у людей с НСГХ клетки кожи и затем клонировали их. Это позволило получить генетически идентичные образцы.
Синтез холестерина оказался сложным, многоэтапным процессом, в котором участвует множество веществ и ферментов-катализаторов. Одну из ключевых ролей играет здесь фермент со сложным названием «ГМГ-КоА-редуктаза»: он контролирует скорость производства.
В крови холестерин соединен с липопротеидами низкой плотности (ЛПНП), этот комплекс еще называют «плохим» холестерином. ЛПНП помогает холестерину попасть из крови в клетки. Когда его становится много, тормозится работа вышеназванного фермента, соответственно, синтез замедляется, а то и вовсе прекращается. Одновременно в ответ на избыток холестерина активируется другой фермент, который его утилизирует.
А вот у людей с НСГХ оказались дефекты гена, который как раз и кодирует работу сложно поименованного фермента. В итоге клетки не реагируют на избыток холестерина, штампуются новые его молекулы. И это еще не все…
Продолжение следует
Браун и Голдштейн задались вопросом: а как ЛПНП + холестерин вообще попадают в клетку? В результате они обнаружили, что на поверхности клеток (в первую очередь печени), способных синтезировать и разлагать это вещество, имеются специальные рецепторы. Они как раз и реагируют на ЛПНП, открывая дорогу внутрь клетки. Когда холестерина внутри накапливается многовато, тормозится не только деятельность фермента, но и эти «двери» закрываются на замок. Голдштейн и Браун нашли ген, который отвечает за образование рецепторов. Причем дефективным может оказаться и он!
Таким образом Браун и Голдштейн открыли и описали нескольких генов, ответственных за разные этапы холестеринового обмена. Соответственно, стало понятно: если холестерин в избытке синтезируется в самом организме, диета тут бессильна. Однако позже выяснился еще один важный факт. Правильное питание (мало жира, много овощей и цельных злаков) и активный образ жизни все-таки могут нормализовать работу генов. Поэтому, назначая диету или препараты, врач обязательно должен порекомендовать прогулки, плавание или другие физические нагрузки.
Проверено практикой
Открытие Голдштейна и Брауна позволило создать лекарства, воздействующие на ферменты и рецепторы. Правда они имеют серьезные побочные эффекты, так что назначают их только тогда, когда повышенный уровень холестерина в крови действительно унаследован от родителей, а не возник от пристрастия к жирной еде. Кстати, при более сложной форме НСГХ лечение препаратами может быть бесполезно – у таких людей нужный ген вообще не работает. Такие проблемы эффективнее всего решать при помощи генной инженерии – например, пересадить клетки печени с нормальными генами или в перспективе только сами эти гены.
Только вперед
Расшифровка «холестеринового механизма» позволила ученым двигаться дальше. В результате было обнаружено, что примерно по такой же схеме регулируется количество очень многих веществ в организме – гормонов, глюкозы (сахара) и т. д. Много их в крови – организм снижает выработку, мало – повышает. И везде есть ферменты и рецепторы, которые контролируют уровень разных веществ, а также гены, которые управляют их работой.
