Ένας μικρός τραυματισμός, μια σοβαρή λοίμωξη ή ακόμα και η γρίπη μπορεί να στείλει το σώμα σε πολύ διαφορετικά μονοπάτια. Μερικοί άνθρωποι αναρρώνουν γρήγορα, ενώ άλλοι αρρωσταίνουν σοβαρά ή πεθαίνουν. Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτό το μονοπάτι τροχιά ασθένειας και μπορεί να διαμορφωθεί από πολλούς παράγοντες, όπως η ηλικία, το φύλο, το ιστορικό υγείας και η βιολογία.
Στο Ινστιτούτο Salk, η Janelle Ayres, Ph.D., έχει περάσει χρόνια μελετώντας γιατί οι άνθρωποι ανταποκρίνονται τόσο διαφορετικά σε ασθένειες και τραυματισμούς. Το έργο του επικεντρώνεται στο πώς το σώμα μπορεί να οδηγηθεί μακριά από τις ασθένειες και τον θάνατο και προς την ανάρρωση και την επιβίωση.
Φλεγμονή και επιβίωση ασθενειών
Η φλεγμονή είναι συχνά μια σημαντική δύναμη πίσω από τη διάσπαση του σώματος κατά τη διάρκεια μόλυνσης και τραυματισμού. Είναι απαραίτητο για την προστασία γιατί ειδοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα και φέρνει τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος εκεί που χρειάζονται. Αλλά όταν η φλεγμονή γίνεται υπερβολική, μπορεί να βλάψει τον ιστό και να συμβάλει στο θάνατο.
Επειδή η μόλυνση μπορεί να προκαλέσει ιδιαίτερα επιβλαβή φλεγμονή, η ομάδα του Salk μελέτησε ποντίκια με μόλυνση. Διαπίστωσαν ότι η προσθήκη του αμινοξέος μεθειονίνη στη δίαιτα των ζώων τα προστατεύει από τη σπατάλη, τα προβλήματα αιματοεγκεφαλικού φραγμού και τον θάνατο που σχετίζεται με φλεγμονή.
Το όφελος ήρθε με απροσδόκητο τρόπο. Η μεθειονίνη βελτίωσε τη διήθηση των νεφρών, υποδεικνύοντας ότι οι νεφροί μπορεί να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο από ό,τι αναγνωριζόταν προηγουμένως στο να βοηθήσουν το σώμα να προχωρήσει προς την ανάκαμψη από τη μόλυνση.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Κυτταρικός μεταβολισμόςυποδηλώνει ότι μικρές αλλαγές στη διατροφή μπορούν να επηρεάσουν έντονα τα αποτελέσματα της νόσου. Το συμπλήρωμα μεθειονίνης μπορεί να έχει δυναμικό σε φλεγμονώδεις καταστάσεις, νεφρική νόσο, νεφρική ανεπάρκεια και ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση, αν και απαιτείται περισσότερη έρευνα.
«Η έρευνά μας δείχνει ότι μικρές βιολογικές διαφορές, συμπεριλαμβανομένων των διατροφικών παραγόντων, μπορούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στην έκβαση της νόσου», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Ayres, καθηγητής και κάτοχος της έδρας του Salk Institute Legacy, καθώς και ερευνητής του Ιατρικού Ινστιτούτου Hughes. «Η ανακάλυψή μας ενός μηχανισμού που καθοδηγείται από τους νεφρούς που περιορίζει τη φλεγμονή, μαζί με την προστατευτική επίδραση του συμπληρώματος μεθειονίνης στα ποντίκια, υπογραμμίζει τη δυνατότητα της διατροφής ως μηχανιστικά ενημερωμένης ιατρικής παρέμβασης που μπορεί να κατευθύνει και να βελτιστοποιήσει τα μονοπάτια που ακολουθούν οι άνθρωποι ως απάντηση σε προσβολές που προκαλούν ασθένειες».
Πώς λειτουργεί η φλεγμονή
Η φλεγμονή είναι η απάντηση του ανοσοποιητικού συστήματος σε μια απειλή. Αυτή η απειλή μπορεί να είναι κάτι τόσο απλό όσο ένα παθογόνο ή ένα θραύσμα μέσα στο σώμα. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος κινούνται προς το πρόβλημα και βοηθούν στην επούλωση.
Καθώς αυτά τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος φτάνουν, προκαλούν τα σήματα συναγερμού του σώματος μέσω πρωτεϊνών που είναι γνωστές ως προφλεγμονώδεις κυτοκίνες.
Το σώμα πρέπει να κρατά τη φλεγμονή σε προσεκτική ισορροπία. Πολύ λίγη φλεγμονή μπορεί να αποτύχει να ελέγξει μια απειλή, ενώ πάρα πολύ μπορεί να βλάψει τον υγιή ιστό. Μεγάλο μέρος της έρευνας σε αυτόν τον τομέα έχει επικεντρωθεί στο πώς ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται η ανοσολογική απόκριση.
Η ομάδα του Ayres εξετάζει μια διαφορετική ερώτηση. Αντί να εστιάζουν αποκλειστικά στους διακόπτες του ανοσοποιητικού συστήματος, μελετούν πώς το σώμα ελέγχει την απελευθέρωση και την παραγωγή προφλεγμονωδών κυτοκινών ρυθμίζοντας τη δύναμη της φλεγμονής.
«Οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες οδηγούν τελικά σε νοσηρότητα και θνησιμότητα σε πολλές περιπτώσεις», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας Katia Troha, PhD, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο του Ayres. “Το ανοσοποιητικό σύστημα πρέπει να εξισορροπήσει τη φλεγμονή για να επιτεθεί στους εισβολείς χωρίς να βλάψει τα υγιή κύτταρα του σώματος. Η δουλειά μας είναι να βρούμε τους μηχανισμούς που χρησιμοποιεί για να το κάνει αυτό, ώστε να τους στοχεύσουμε για να βελτιώσουμε τα αποτελέσματα των ασθενών.”
Μεθειονίνη και νεφρική διήθηση
Για να διερευνήσουν πώς το σώμα διαχειρίζεται τα επίπεδα κυτοκίνης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο ποντικού συστηματικής φλεγμονής που προκαλείται από το παθογόνο της ψευδοφυματίωσης Yersinia.
Μία από τις πρώτες αλλαγές που παρατήρησαν ήταν η μείωση της πρόσληψης τροφής στα μολυσμένα ποντίκια, υποδηλώνοντας ότι ο μεταβολισμός των ζώων είχε αλλάξει. Για να κατανοήσουν καλύτερα τη διατροφική τους κατάσταση, οι ερευνητές μέτρησαν τα αμινοξέα που κυκλοφορούν στο αίμα. Τα αμινοξέα είναι τα δομικά στοιχεία της πρωτεΐνης και υποστηρίζουν την υγιή λειτουργία των κυττάρων σε όλο το σώμα.
Τα μολυσμένα ποντίκια είχαν χαμηλά επίπεδα μεθειονίνης, ενός απαραίτητου αμινοξέος που κανονικά οι άνθρωποι λαμβάνουν μέσω της τροφής. Στη συνέχεια, η Troha έδωσε σε άλλη ομάδα αρουραίων τροφή συμπληρωμένη με μεθειονίνη. Απροσδόκητα, αυτά τα ποντίκια προστατεύτηκαν από μόλυνση.
Πρόσθετα πειράματα έχουν δείξει ότι η μεθειονίνη δρα μέσω των νεφρών για να μειώσει τα επίπεδα κυτοκίνης στο αίμα. Αυξάνει την ικανότητα διήθησης των νεφρών, βελτιώνει τη ροή του αίματος και βοηθά το σώμα να απομακρύνει τις προφλεγμονώδεις κυτοκίνες από τα ούρα.
Είναι σημαντικό ότι αυτή η διαδικασία καθαρίζει την περίσσεια κυτοκινών χωρίς να παρεμβαίνει σε άλλα σημαντικά μέρη της ανοσολογικής απόκρισης.
Η ομάδα εξέτασε εάν η μεθειονίνη είχε παρόμοια αποτελέσματα σε άλλες καταστάσεις. Σε μοντέλα σηψαιμίας και νεφρικής βλάβης, η μεθειονίνη προστάτεψε και πάλι τα ποντίκια, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να είναι σχετική για άλλες ρυθμίσεις φλεγμονωδών νόσων.
Διατροφή, νεφρά και αποκατάσταση
Όταν οι επιστήμονες του Salk πρόσθεσαν μεθειονίνη στη διατροφή των μολυσμένων ποντικών, τα ζώα ακολούθησαν μια διαφορετική οδό της νόσου. Η νεφρική τους λειτουργία βελτιώθηκε και προστατεύτηκαν από την απώλεια, τη δυσλειτουργία του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και τον θάνατο. Ταυτόχρονα, κατάφεραν να πολεμήσουν και να σκοτώσουν την ψευδοφυματίωση της Yersinia.
Τα αποτελέσματα από μοντέλα σήψης και νεφρικής βλάβης υποδηλώνουν ότι το αποτέλεσμα μπορεί να επεκταθεί πέρα από μια μόλυνση. Αυτό επισημαίνει τη μεθειονίνη ως ένα πιθανό εργαλείο για μολυσματικές ασθένειες και φλεγμονώδεις καταστάσεις, ειδικά σε άτομα με νεφρική νόσο, νεφρική ανεπάρκεια ή αιμοκάθαρση.
«Τα ευρήματά μας προσθέτουν σε ένα αυξανόμενο σύνολο αποδεικτικών στοιχείων ότι τα κοινά συστατικά τροφίμων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φάρμακο», είπε ο Ayres. “Μελετώντας αυτούς τους βασικούς προστατευτικούς μηχανισμούς, αποκαλύπτουμε εκπληκτικούς νέους τρόπους για να μετατοπίσουμε άτομα που είναι προορισμένα να αναπτύξουν ασθένεια και να πεθάνουν προς την υγεία και την επιβίωση. Μπορεί μια μέρα να είναι δυνατό κάτι τόσο απλό όπως ένα συμπλήρωμα με δείπνο να κάνει τη διαφορά μεταξύ της ζωής και του θανάτου ενός ασθενούς.”
Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα, αλλά δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί για αποτελεσματικότητα σε ανθρώπους. Για το λόγο αυτό, οι άνθρωποι δεν πρέπει να αρχίσουν να λαμβάνουν συμπληρώματα μεθειονίνης με βάση αυτή τη μελέτη και μόνο.
Μελλοντικές μελέτες θα εξετάσουν πιο προσεκτικά πώς λειτουργεί η μεθειονίνη, εάν άλλα αμινοξέα μπορεί να παράγουν παρόμοια ή συμπληρωματικά αποτελέσματα και πώς τα ευρήματα μπορούν να μεταφραστούν στον άνθρωπο.
Άλλοι συγγραφείς περιλαμβάνουν τον Srikar Kamhampati, την Ariana Insenga και τον Christian Metallo του Salk.
Η εργασία υποστηρίχθηκε εσωτερικά από δύο Salk Women and Science Special Awards και ένα Collaboration Grant, ένα Salk Innovator Award, Howard Hughes Medical Institute, Pioneer Fund Postdoctoral Scholar Fellowship, καθώς και National Institutes of Health (AI144249, AI14929), Keck, Medical Foundation, Low Research Foundation, Institute.
