Нехватка белка, регулирующего содержание железа, способствует высокому артериальному давлению в легких

Нехватка белка, регулирующего содержание железа, способствует высокому артериальному давлению в легких

У белка, известного регулировкой уровня железа в организме, неожиданно открылась важная роль в предотвращении той формы высокого артериального давления, которая поражает легкие, и в стабилизации концентрации эритроцитов в крови. Таковы данные исследования, проведенного на мышах учеными из Национального института здоровья. Нехватка белка, регулирующего содержание железа (Irp1) у мышей заканчивается легочной гипертонией, формой высокого артериального давления, которая поражает легкие, и полицитемией, редким нарушением, при котором организм производит избыток эритроцитов.

«Эта способность могла бы привести к прогрессу в лечении случаев полицитемии или легочной гипертонии, возникающих без видимых причин». Так говорит старший автор Трэйси А. Роуо, доктор медицины из отделения интрамуральных исследований (исследований стенок мышечных слоев) (DIR) в Национальном институте детского здоровья и человеческого развития имени Юнис Кеннеди Шрайвер (NICHD), где проводилось это исследование. Она добавила, что возможно, то, что случаи этих нарушений у человека могут быть результатом неверно работающих копий гена Irp1.

Исследование также предоставляет понимание того, как организм направляет железо в продуцирование крови, чтобы предотвратить анемию, недостаток эритроцитов. Данные появятся в издании «Клеточный метаболизм».

Д-р Роуо сотрудничала с больше чем дюжиной другие исследователей из NIH, включая первых авторов, докторов философии Мэника К. Гоша и Делианга Жанга, также с исследователями из DIR при NICHD, и с исследователями из Программы ветеринарных ресурсов NIH и Национального института сердца, легких и крови. Исследователи с медицинского факультета Университета Колорадо в Денвере, и из Университета Небраски-Линкольна также были частью команды.

Белок, регулирующий содержание железа 1 (Irp1) выявляет уровни железа в клетках и направляет директивы к местам хранения или использования железа, в зависимости от других состояний в организме. Исследователи нашли, что мыши, испытывающие недостаток в Irp1, продуцировали высокие уровни индуцируемого фактора гипоксии 2-альфа (HIF2-альфа), белка, воспроизводимого в ответ на состояния с низкими уровнями кислорода, как те, которые встречаются в высокогорье. В свою очередь, HIF2-альфа поощряет продукцию гормона эритропоэтина, который стимулирует продуцирование эритроцитов.

Когда животные были переведены на рацион с низким содержанием железа, они не стали анемичными, но вместо этого у них проявилась полицитемия и легочная гипертония. У людей полицитемия и высокое легочное артериальное давление — редкие состояния, и в некоторых случаях они наблюдаются без известных причин. Возможно, что изменения в гене Irp1 могут объяснить некоторые из этих случаев, указывают исследователи.

Чтобы исследовать роль Irp1 в регулировании использования организмом железа, исследователи вывели линию мышей, испытывающих недостаток гена, который воспроизводит Irp1 и разделили животных на две группы, кормя одну группу нормальным рационом, а другую рационом с низким содержанием железа.

В течение года в живых осталось менее 40 процентов мышей питающихся рационом с низким содержанием железа. Большинство из них умерли от брюшных кровоизлияний. Исследователи нашли, что у мышей с рационом низкого содержания железа были высокие уровни HIF2-альфа в легких и почках. Эти животные производили высокие уровни эритропоэтина, что заканчивалось полицитемией. HIF2-альфа протеин также вызывал увеличенное продуцирование вещества в легких, известного как эндотелин-1, который вероятно способствовал развитию легочной гипертонии. «Кажется что Irp1, это коммутатор, который контролирует – производится ли HIF2-альфа белок или нет», — сказал д-р Жанг.

Это исследование также предоставило понимание того, как функционирует Irp1 при нормальных обстоятельствах. Исследователи рассуждают, что при состояниях с низким содержанием железа, Irp1 позволяет продуцировать HIF2-альфа. Затем HIF2-альфа вызывает продуцирование эритропоэтина, чтобы произвести больше эритроцитов. Чтобы снабдить процесс железом для эритроцитов, железо выводится из тканей. Когда уровни железа в тканях снижаются слишком значительно, Irp1 останавливает продуцирование HIF2-альфа, и продукция новых клеток крови прекращается, сохраняя остающееся депо железа в организме. Затем снижается продуцирование эритроцитов, приводя к анемии.


Источник:
sciencedaily.com