การกลายพันธุ์ในสมัยโบราณอาจจูงใจให้มนุษย์เป็นโรคหัวใจได้อย่างไร

มนุษย์เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพียงชนิดเดียวที่พัฒนาหลอดเลือดตามธรรมชาติซึ่งเป็นการตีบของหลอดเลือดที่สามารถกระตุ้นให้เกิดโรคหัวใจได้ นักวิจัยเชื่อมโยงสิ่งนี้กับการสูญเสียยีนตัวเดียวในบรรพบุรุษของเราเมื่อ 2-3 ล้านปีก่อน

ทำไมมนุษย์ถึงพัฒนาหลอดเลือด?

โรคหัวใจเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับต้น ๆ ของโลก ในสหรัฐอเมริกามีผู้เสียชีวิตเนื่องจากภาวะนี้มากกว่า 600,000 คนในแต่ละปี

โรคหลอดเลือดหัวใจเป็นโรคหัวใจชนิดที่พบบ่อยที่สุด สาเหตุพื้นฐานคือหลอดเลือดซึ่งเป็นหลอดเลือดแดงที่ไปเลี้ยงหัวใจแข็งตัวเนื่องจากการสะสมของคราบจุลินทรีย์

ดร. Ajit Varki ศาสตราจารย์ที่มีชื่อเสียงด้านการแพทย์และการแพทย์ระดับเซลล์และโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกในลาจอลลามีความสนใจมายาวนานเกี่ยวกับการพัฒนาของหลอดเลือดในมนุษย์

เมื่อหลายปีก่อนดร. วาร์กีและทีมงานของเขาตั้งข้อสังเกตว่าในขณะที่มนุษย์มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคหลอดเลือด แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ๆ จะไม่เกิดภาวะนี้เว้นแต่นักวิทยาศาสตร์จะจัดการกับอาหารหรือยีนของพวกเขาในการทดลองในห้องปฏิบัติการ

ปรากฏในกระดาษใหม่ในรูปแบบ การดำเนินการของ National Academy of Sciences of the United States of Americaดร. วาร์กีพร้อมด้วยผู้ทำงานร่วมกันฟิลิปกอร์ดส์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ชี้ให้เห็นถึงการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นเมื่อหลายล้านปีก่อน

ทีมอธิบายว่าสิ่งนี้อาจนำไปสู่ความโน้มเอียงที่ไม่เหมือนใครของเราในการพัฒนาหลอดเลือดและโดยการขยายโรคหลอดเลือดหัวใจ

สูญเสียโมเลกุลน้ำตาลเมื่อ 2-3 ล้านปีก่อน

ในบทความก่อนหน้านี้ดร. วาร์กีแสดงให้เห็นว่ามนุษย์ซึ่งแตกต่างจากลิงชิมแปนซีญาติสนิทของเรา - ขาดยีนที่เรียกว่า CMAHซึ่งย่อมาจาก cytidine monophosphate (CMP) -น-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) ไฮดรอกซิเลส

โปรตีนที่เข้ารหัสโดย CMAH ยีนแปลงโมเลกุลเฉพาะที่เรียกว่า น-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) ถึง น-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc). โมเลกุลทั้งสองเป็นกรดเซียลิกซึ่งเป็นกลุ่มของโมเลกุลน้ำตาลที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่าง

การวิจัยของดร. วาร์กีระบุว่าบรรพบุรุษของมนุษย์สูญเสียส่วนหนึ่งไป CMAH ยีนเมื่อประมาณ 2-3 ล้านปีก่อนทำให้มนุษย์ยุคใหม่ไม่สามารถสร้าง Neu5Gc ได้ แต่เซลล์ของเราส่วนใหญ่อาศัย Neu5Ac เป็นแหล่งหลักของกรดเซียลิก

การศึกษาหนูที่นักวิจัยได้รับการปรับแต่งทางพันธุกรรมให้ขาด ซมและจากการขยาย Neu5Gc ทีมงานพบว่าหลอดเลือดตีบเพิ่มขึ้น 1.9 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับหนูปกติ

“ ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นดูเหมือนจะเกิดจากปัจจัยหลายอย่างรวมถึงเซลล์สีขาวที่ทำสมาธิมากกว่าปกติและแนวโน้มที่จะเป็นโรคเบาหวานในมนุษย์เช่นเดียวกับหนู” ดร. วาร์กีกล่าว

Neu5Gc ในเนื้อแดงและหลอดเลือด

ในการทดลองชุดต่อไปดร. วาร์กีและเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบผลของการรับประทานอาหารที่มี Neu5Gc สูงต่อ ซม หนูที่ขาด

เนื้อแดงเป็นแหล่งที่พร้อมของ Neu5Gc ซึ่งก่อนหน้านี้ทีมของ Dr. Varki ได้แสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดการอักเสบเรื้อรังในเมาส์ของพวกเขา

นักวิจัยพบว่าหลอดเลือดตีบเพิ่มขึ้น 2.44 เท่าถึง 3.42 เท่าใน ซม- หนูที่กินอาหารที่มี Neu5Gc และไขมันสูงเมื่อเทียบกับอาหารที่มี Neu5Ac และไขมันสูงหรืออาหารที่มีไขมันสูง แต่ไม่มีกรดเซียลิก

“ การสูญเสีย CMAH โดยวิวัฒนาการของมนุษย์มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดความบกพร่องของหลอดเลือดผ่านกลไก [อาหาร] ที่อยู่ภายในและภายนอก” ดร. วาร์กีให้ความเห็นในบทความ

“ โดยรวมแล้วงานของเราอาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมหลอดเลือดและภาวะแทรกซ้อนของ CVD จึงเกิดขึ้นได้บ่อยในมนุษย์และเหตุใดเหตุการณ์เหล่านี้จึงแทบไม่เกิดขึ้นเองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ๆ ในกรณีที่ไม่มีการทดลองหรือการควบคุมอาหาร”

ดร. Ajit Varki

ข่าวการแพทย์วันนี้ ถามดร. วาร์กีว่าเขาคิดว่าเราจะลดความเสี่ยงในการเป็นโรคหลอดเลือดได้อย่างไร เขาแนะนำให้เรา“ ตระหนักว่าในฐานะมนุษย์เรามีความเสี่ยงมากที่สุด”