Nors manganas yra būtinas mineralas, dalyvaujantis daugelyje kūno funkcijų, tiek trūkumas, tiek per didelis poveikis gali sukelti sveikatos problemų. Subalansuota mityba paprastai suteikia pakankamai mangano daugumai asmenų; tačiau didelis poveikis gali būti toksiškas, ypač centrinei nervų sistemai.
Lėtinis mangano poveikis gali sukelti būklę, vadinamą manganizmu, kuriai būdingi simptomai, panašūs į Parkinsono ligą, įskaitant drebulį, raumenų sustingimą ir pažinimo sutrikimus.
Paskelbtas naujas tyrimas Mokslo signalizacija naudoja modelių sistemas ir žmogaus nervų ląsteles, kad parodytų mechanizmus, kuriais manganas daro žalą centrinei nervų sistemai. Tyrimas taip pat rodo, kad vitaminas biotinas gali turėti apsauginį poveikį, galintį sumažinti mangano sukeltą žalą.
„Nurotoksinių metalų, tokių kaip manganas, poveikis buvo susijęs su parkinsonizmo išsivystymu“, – sakė Ročesterio universiteto Medicinos centro (URMC) Aplinkos medicinos ir neurologijos katedrų docentas ir pagrindinis šio straipsnio autorius Sarkaras Souvarishas, Ph.D. studijuoti.
„Šiame tyrime mes taikėme netikslinę metabolomiką, naudodami didelės skiriamosios gebos masių spektrometriją ir pažangų cheminio formato skaičiavimą naujai sukurtame parkinsonizmo modelyje, todėl mes atradome biotino metabolizmą kaip modifikatorių mangano sukeltoje neurodegeneracijoje.”
Suprasti mangano žalą smegenims
Lėtinis mangano poveikis darbe ir aplinkoje, dažniausiai dėl suvirinimo dūmų ir kai kurių kaimo vietovių geriamojo vandens šaltinių, padidina Parkinsono sindromo, kuris apima panašius, bet skirtingus Parkinsono ligos neurologinius simptomus, riziką. Anksčiau buvo įrodyta, kad manganas jungiasi su baltymu alfa-sinukleinu, todėl jis netinkamai susilanksto ir kaupiasi smegenyse.
Naudodami vaisinę musę Drosophila, mokslininkai sukūrė modelį, imituojantį profesinį mangano poveikį žmonėms, ir nustatė, kad manganas sukelia motorikos trūkumą, mitochondrijų ir lizosomų disfunkciją, neuronų nykimą ir sumažino musių gyvenimo trukmę.
Grupė patvirtino šias išvadas naudodama žmogaus dopaminerginius neuronus, gautus iš indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių (iPSC), ir parodė, kad mangano poveikis selektyviai pažeidžia šias ląsteles. Dopaminą gaminančių ląstelių praradimas yra Parkinsono ligos ir Parkinsono sindromo požymis.
Biotinas gelbsti?
Tyrimai rodo, kad B vitamino biotinas, žarnyno bakterijų sintetinamas mikroelementas, padidina dopamino gamybą smegenyse. Biotino papildymas sumažino neurotoksiškumą musėms ir iPSC išvestiems neuronams, pagerindamas mitochondrijų funkciją ir sumažindamas ląstelių praradimą.
Ši išvada sutampa su vis didėjančiu moksliniu pripažinimu, kad Parkinsono liga yra daugiasisteminis sutrikimas, kurio ankstyvieji simptomai dažnai atsiranda žarnyne ir kad žarnyno mikrobiomo pokyčiai gali prisidėti prie ligos atsiradimo.
„Biotino papildymas rodo potencialą kaip terapinė strategija, skirta sušvelninti mangano sukeltą neurodegeneraciją, o biotino saugumas ir toleravimas žmonėms daro jį perspektyviu kandidatu tolesniam tyrimui“, – sakė Souvarishas.
„Biotino turintys prebiotikai arba biotiną gaminantys probiotikai galėtų suteikti nefarmakologinės intervencijos galimybių, tačiau reikia atlikti daugiau tyrimų.”
Papildomi bendraautoriai yra Pablo Reina-Gonzalez iš URMC, Gali Maor iš Harvardo universiteto ir Yunjia Lai ir Gary W. Milleris iš Kolumbijos universiteto.