Исследователи использовали относительно новый тип микроскопа для замораживания молекул холестерина ЛПНП. Это позволило получить детальное представление о структуре холестерина ЛПНП и найти новые способы остановки его накопления в организме.
Технология криоэлектронной микроскопии
Технология криоэлектронной микроскопии позволила ученым Национального института здравоохранения увидеть, как ЛПНП накапливаются в крови. Изобретатели микроскопа получили Нобелевскую премию в 2017 году, и эта технология обещает прорывы в науке всех видов.
Семейная гиперхолестеринемия (СГ)
Исследования с использованием этого инструмента принесут пользу для здоровья, заявили в Национальных институтах здравоохранения. Они позволили впервые увидеть, как «плохой» холестерин, известный как липопротеины низкой плотности (ЛПНП), накапливается в организме и вызывает сердечно-сосудистые заболевания у людей с генетически высоким уровнем ЛПНП.
Это состояние известно как семейная гиперхолестеринемия. Генетическое заболевание приводит к резкому повышению уровня ЛПНП, который остается повышенным. По данным Национального института здравоохранения США, это заболевание начинается при рождении и может вызвать сердечно-сосудистые заболевания в раннем возрасте.
Потенциальное лечение
Исследователи надеются, что этот прорыв поможет ученым вылечить СГ и увеличит вероятность смерти от ишемической болезни сердца в более молодом возрасте.
В настоящее время большинство людей с СГ лечат ее, принимая статины или другие препараты. Но до открытия НИЗ в декабре, которое позволило им сделать своего рода стоп-кадр фотографии молекулы, фактический способ накопления ЛПНП в организме не был до конца понятен.
Новый метод лечения
Полученные данные дают новое понимание, которое однажды может привести к созданию новых типов лекарств. Доктор Алан Ремали, старший научный сотрудник метаболизма липопротеинов в Национальном институте здравоохранения, сказал: «Наши результаты предлагают потенциально новую стратегию увеличения способности рецептора ЛПНП связывать и выводить ЛПНП из кровообращения».
Доктор Адити Дас и доктор М.Г. Финн, оба из Школы химии и биохимии Технологического института Джорджии, объяснили, что эта технология представляет собой революцию в биологии и биохимии. Она позволяет ученым очень детально определять структуру биологических молекул.
Как ЛПНП вредят организму
Прорыв произошел, когда НИЗ смог сохранить структуру ЛПНП, создав своего рода стоп-кадр, который заключил ЛПНП в форму льда. Это позволило увидеть его в электронном микроскопе. Изображения были отправлены в компьютерный алгоритм, который затем построил 3D-модель молекулы.
По словам доктора Финна, криоэлектронные машины стоят от 2 до 3 миллионов долларов за устройство и стали важным инструментом для современных биологических и биомедицинских исследований. В Атланте их два: один в Технологическом институте Джорджии, другой в Эмори.
Причины сердечно-сосудистых заболеваний
Тот факт, что холестерин ЛПНП способствует сердечно-сосудистым заболеваниям, был известен уже давно, но до открытия Национального института здравоохранения исследователи не могли полностью наблюдать этот процесс.
ЛПНП вызывают накопление жировых отложений на стенках артерий, что является основной причиной сердечно-сосудистых заболеваний. Цель ЛПНП — транспортировать холестерин в клетки для получения энергии, восстановления или производства гормонов. Но избыток ЛПНП вреден, а печень вырабатывает слишком много ЛПНП, когда мы едим нездоровые жиры (например, насыщенные и трансжиры).
Избыток ЛПНП в кровотоке может вызывать воспаление и сужать кровеносные сосуды. Со временем накопление бляшек может уменьшить кровоток или разорваться, образуя тромбы, которые блокируют кровоснабжение сердца или мозга. Это приводит к сердечным приступам или инсультам.
Вредные жиры
Насыщенные жиры содержатся в продуктах животного происхождения (например, сливочном масле, сыре, жирном мясе) и некоторых тропических маслах (например, кокосовом и пальмовом). Переедание продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров может повысить уровень холестерина ЛПНП.
Трансжиры содержатся в маргарине, шортенинге, выпечке и жареных продуктах. По данным Американской кардиологической ассоциации, они значительно повышают уровень холестерина ЛПНП и одновременно снижают уровень холестерина ЛПВП (хороший), что делает их более вредными.
Полезные жиры
Для здоровья сердца лучше всего заменить эти жиры ненасыщенными вариантами, такими как те, что содержатся в рыбе, орехах, семенах, авокадо и растительных маслах. По словам доктора Дэнни Дж. Ипена из Центра сердечной реабилитации при больнице Святого Джозефа и Медицинского факультета Университета Эмори, оливковое масло также может помочь снизить уровень холестерина, особенно если оно заменяет вредные жиры, такие как сливочное масло и маргарин.