Ферроптоз -Железная смерть
Ферроптоз — одна из форм некроза, при которой в клетке накапливаются продукты перекисного окисления фосфолипидов, одного из основных компонентов всех клеточных мембран.
Окисление происходит в присутствии ионов железа, поэтому данный тип клеточной гибели и называется ферроптозом, термин произошел от греческого слова ptosis, означающего «падать», и латинского ferrum — «железо».
Его предложили первооткрыватели — профессор Колумбийского университета Брент Стоквелл и его коллеги .
Ферроптоз был открыт сравнительно недавно, в 2012 году.
Это один из сценариев гибели клетки, в котором основную роль играет чрезмерное накопление клеткой молекул свободного железа и связанный с этим процесс выработки активного кислорода, который повреждает белки и липиды клетки и приводит к запуску программы гибели, когда клетка не может «утилизировать» железо и кислород.
Известно, что клетки опухоли забирают большое количество энергии и питательных веществ, среди которых есть и железо. Потому предположили, что жадность опухолевых клеток, в том числе и устойчивых к терапии СКО, можно использовать для их же уничтожения.
Помимо непременного участия железа, ферроптозу свойственна еще одна особенность.
Его вызывают исключительно перекиси. Ионы кислорода или свободные радикалы тоже могут окислять фосфолипиды, но эти реакции к ферроптозу не приводят.
Ферроптоз — тип программируемой окислительной некротической гибели клетки,
Ферроптоз известен у раковых клеток и фибробластов млекопитающих.
В организме человека ежедневно погибают миллионы клеток, и в норме этот процесс строго контролируется.
Программируемая гибель клеток играет важную роль в обновлении и регенерации (восстановлении) тканей.
С ее помощью организм избавляется от клеток, выполнивших свою функцию, а также от поврежденных и неправильно функционирующих клеток, например опухолевых или стареющих.
Баланс между делением, дифференцировкой (специализацией) клеток и их гибелью обеспечивает нормальное развитие и функционирование живого организма.
Нарушение такого баланса приводит к развитию ряда заболеваний, таких как рак, фиброз (избыточное разрастание соединительной ткани), нейродегенеративные расстройства и многие другие.
Поэтому один из рациональных способов борьбы с такими патологиями — направленное воздействие на эффективность программируемой гибели клеток, восстанавливающее ее до оптимального уровня в каждом случае.
Для этого нужно четко знать механизмы, приводящие клетки к гибели.
Недавно было показано, что ферроптоз служит одним из механизмов, посредством которых белок-супрессор опухолей p53 поддерживает гомеостаз в организме в стрессовых условиях..
Недавние исследования показали важность ферроптоза для поддержания гомеостаза в Т-клеточной части иммунной системы.
Получается, что ферроптоз — причина многих болезней..
Какие функции выполняет ферроптоз в здоровом организме, пока непонятно. Возможно, он участвует в процессе нормального эмбрионального развития конечности млекопитающих. У эмбриона лапка перепончатая, потом перепонки рассасываются, и в это время экспрессия Gpx4 понижена и замечены маркеры ферроптоза.
Зато есть много примеров связи ферроптоза с разными патологиями.
Именно он повинен в повреждении тканей мозга, сердца, печени и почечных канальцев, пострадавших от ишемии / реперфузии, то есть временного кислородного голодания.
Ферроптоз дает о себе знать при обилии железа, например, в эритроцитах.
Когда мышам переливали кровь с эритроцитами, поврежденными от долгого хранения, у них развивалось воспаление. Макрофаги поедали поврежденные эритроциты и погибали от ферроптоза.
Он также связан с гемохроматозом печени.
Это наследственное заболевание, при котором организм усваивает слишком много железа. Его излишки откладываются в разных тканях, в том числе в печени, и могут вызывать цирроз.
Ферроптоз нарушает нормальный иммунный ответ, убивая Т-лимфоциты (доказано на мышах).
А еще он сопутствует нейродегенеративным заболеваниям, что неудивительно, поскольку нервные клетки отличаются максимальным содержанием полиненасыщенных жирных кислот, а некоторые патологии нервной системы, в том числе болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона и атаксия Фридрейха вызваны неспособностью восстанавливать окисленные липиды. А еще у таких больных повышена концентрация глутамата.
А еще при нейроденегеративных заболеваниях в мозге увеличивается содержание железа. Оно еще и с возрастом увеличивается, что приводит к возрастному риску ферроптоза. И многие нейродегенеративные заболевания тоже возрастные.
Получается, что ферроптоз — причина многих болезней, и его ингибиторы могли бы улучшить результаты переливания крови, защитить иммунную систему, а главное — справиться со многими тяжелыми заболеваниями, в том числе нейродегенеративными, если отыскать молекулы, способные эффективно преодолевать гематоэнцефалический барьер.
А еще при нейроденегеративных заболеваниях в мозге увеличивается содержание железа..
Оно еще и с возрастом увеличивается, что приводит к возрастному риску ферроптоза.
Выявлено, что при старении изменяется содержание железа в нигростриатных образованиях головного мозга: увеличивается уровень негемового железа и ферритина и также накапливается нейромеланин в нейронах черного вещества..
акопление амилоида — одного из главных маркеров болезни Альцгеймера.
В рамках долгосрочного проекта BIOCARD исследователи наблюдали за пожилыми людьми без признаков деменции в начале работы. С помощью метода МРТ-картирования количественной восприимчивости они оценивали уровень железа в 10 ключевых областях мозга. Участники проходили регулярные когнитивные тесты на протяжении почти восьми лет.
К концу наблюдений у 27 человек развились легкие когнитивные нарушения или деменция. Анализ показал, что именно избыток железа в начале исследования предсказывал развитие когнитивных проблем.
У людей с высоким содержанием железа риск был примерно вдвое выше.
Особенно выраженный эффект наблюдался у тех, у кого уже фиксировалось накопление амилоида — одного из главных маркеров болезни Альцгеймера.
А еще у таких больных повышена концентрация глутамата..
В нервной системе глутамат выполняет функции нейротрансмиттера, но он же участвует в транспорте цистина.
Цистин необходим для синтеза внутриклеточного антиоксиданта глутатиона. В клетку он попадает через антипортер цистин / глутамат. Клетка обменивает цистин на глутамат в соотношении 1:1.
Сколько глутамата покинет клетку, столько цистина сможет войти. При избытке глутамата снаружи он из клетки не выходит, цистин внутрь не попадает, его запасы истощаются, глутатион не синтезируется, GPX4 не работает, клетка умирает.
Возможно, известная токсичность глутамата для нейронов вызвана именно ферроптозом.
Что такое глутамат
Глутамат является основным возбуждающим нейротрансмиттером центральной нервной системы млекопитающих. Он оказывает очень сильное стимулирующее действие на активность нейронов. Он синтезируется в окончаниях нейронов головного мозга как из глюкозы, так и из глутамина, поставляемого глиальными клетками. Как и другие нейротрансмиттеры, глутамат хранится в пресинаптических везикулах до тех пор, пока не понадобится для высвобождения через синапс.
Из всех нейротрансмиттеров он считается наиболее важным для нормальной работы мозга. Он повышает нейропластичность — способность мозга меняться и расти. Также имеет решающее значение для развития человеческого мозга, поэтому его высокие концентрации содержатся в женском грудном молоке.
Дисфункция глутаматной системы связана с многочисленными психологическими и нейродегенеративными расстройствами.
Токсичность глутамата известна своей ролью во вторичных повреждениях головного мозга после острых и хронических инсультов головного мозга.
Следовательно, жесткое регулирование концентрации глутамата в мозге имеет жизненно важное значение для предотвращения нейродегенеративных эффектов избытка глутамата .
Личное мнение..
Еда и напитки :
- Не провоцируйте рост опухоли продуктами, содержащими глутамин - они усиливают аппетит не только ваш, но, и раковых клеток.
- Не провоцируйте рост опухоли продуктами, содержащими пробиотики, а также способными к быстрому делению и росту, такие , как молочно - кислые и квашенные продукты.
Да. Живые культуры из -за быстрого роста, тоже способны усиливать рост раковых клеток.
- Не провоцируйте рост опухоли напитками, вызывающими рост газов - они ухудшают пищеварение и повышают уровень кислотности в желудке, чем может воспользоваться, например, такая бактерия, как Хеликобактер.
- Защищайте свои внутренние органы антиоксидантами. Ферроптоз можно предотвратить при помощи липофильных антиоксидантов, например - витамина E.
- Кроме того, полезно обратить внимание на питание и добавить в рацион продукты, богатые витаминами В и магнием, которые помогут улучшить работу нервной системы и снизить раздражительность.
Физическая активность :
Иногда рост надо останавливать.. В том числе и рост мышц.
- Известно, что чрезмерная физическая нагрузка способствует росту и быстрой выработке Соматропина - гормона роста. Под их влиянием усиливается обмен веществ,При движении организму требуется больше кислорода,поэтому лёгкие начинают работать интенсивнее. Соответственно, усиливается выработке активных форм кисорода - свободных радикалов, которые усугубляют стрессовую ситуацию.
- Далеко не всегда и не все физические нагрузки стимулируют рост. Кратковременные нагрузки (по 10—15 мин) небольшой интенсивности (ходьба, легкий бег, купание), при которых частота сердечных сокращений не превышает 100—120 уд/мин, а также чрезмерно большие и длительные нагрузки (многочасовой бег, длительные лыжные переходы) не приводят к увеличению уровня соматотропного гормона.
- Первые — в связи с недостаточной стимуляцией, вторые — в силу их истощающего действия на организм. Приблизительно так же обстоит дело и с влиянием физических нагрузок на обмен веществ.
- Относительно же механического раздражения эпифизов известно, что как слишком сильное (ежедневное поднимание рекордных весов штанги), так и слишком частое воздействие на них .(тысяча прыжков в день) приводит к торможению роста.
- Следовательно, успех зависит от правильного выбора дозировки, от разумного сочетания различных упражнений.
- Если постоянно подвергать организм нагрузкам, не давая возможности для восстановления, могут возникнуть различные негативные последствия. Раковые, в том числе.
- Кроме того, перетренированность может привести к нарушению сна, усталости, снижению мотивации, депрессии, затруднениям с концентрацией внимания и даже проблем с пищеварением, таких как запор или диарея. В некоторых случаях это также может привести к нежелательным колебаниям веса.
- Перетренированность может повысить уровень кортизола, гормона стресса.
И, наконец, обязательно запланируйте регулярные дни отдыха, чтобы ваше тело могло восстановиться.
- Хотя может показаться, что трудно взять перерыв, когда вы привыкли к интенсивному графику, это очень важно для вашего общего самочувствия.
- Важно также найти время для отдыха и занятий любимыми хобби, чтобы разнообразить свою жизнь и получать удовольствие от отдыха.
ферроптоз действительно убивает некоторые раковые клетки
Было бы ошибкой думать, что с ферроптозом всегда нужно бороться. Считается, что он подавляет рост опухолевых клеток, и это одна из функций, выполняемых им в организме.
И обнаружили ферроптоз в процессе поиска лекарства от рака. Если ферроптоз действительно убивает некоторые раковые клетки, а эксперименты, поставленные на клеточных культурах и мышах, дают основание на это надеяться, вещества, стимулирующие ферроптоз, могут стать лекарством.
Где спрятан ферроптоз?
Перекисное окисление липидов и влияние железа на состояние клетки известны давно. Возможно, и ферроптоз ученые описывали неоднократно, прежде чем разобрались в его молекулярном механизме, выделили в отдельный тип клеточной смерти и придумали ему название.
Эксперименты с клетками, лишенными митохондрий, показали, что митохондрии для ферроптоза не требуются.
Исследователи предположили, что ферроптоз таится в мембранах эндоплазматического ретикулума (ЭР). Это структура, в которой происходит белковый синтез, а потом белковые молекулы укладываются в правильную трехмерную конфигурацию и выходят в цитоплазму. Если белки не могут правильно сложиться, они остаются в ЭР и забивают его — такая ситуация называется эндоплазматическим стрессом.
Он приводит ко многим патофизиологическим нарушениям, включая дефицит глюкозы, гипоксию, неправильную регуляцию концентрации ионов кальция и вирусную инфекцию. Если блокировать доступ цистина в клетку, в ней развиваются ЭР-стресс и ферроптоз, так что между этими явлениями может быть связь.
Эту гипотезу сейчас активно проверяют, и когда точно установят роль ферроптоза в организме, механизм его убийственного действия и возможные средства воздействия, то с радостью помогут больным злокачественными опухолями, пациентам с болезнью Альцгеймера и жертвам ишемии.
Это не наказание: названы научно доказанные факторы, провоцирующие рак
Специалисты отмечают, что распространенное представление о раке как о наказании за «неправильный» образ жизни — ошибочно.
Онкологические заболевания — это многофакторное явление, на развитие которого влияют как поддающиеся контролю, так и случайные факторы.
По словам врачей, здоровый образ жизни не является гарантией полного избавления от риска возникновения онкологии, но существенно его снижает.
Сбалансированное питание играет ключевую роль.
Ошибочно считать полезными продукты, употребляемые в больших количествах. Например, избыток соли, маринованных и копченых продуктов, а также бактерия Helicobacter pylori, провоцируют рак желудка.
Это подтверждает статистика Японии, где, несмотря на общую культуру долголетия, высока заболеваемость именно этим видом рака. Ученые отмечают, что у потомков японцев в США, которые изменили свой рацион, риск развития рака желудка значительно ниже. Это свидетельствует о том, что не генетика, а пищевые привычки являются важным фактором.
Семейная история онкологических заболеваний, особенно рака молочной железы, повышает риск. Однако этот фактор связан не только с генами, но и с образом жизни.
Современные женщины подвергаются большей гормональной нагрузке из-за позднего материнства и стресса, что отличается от жизни их предков. Регулярные скрининги, маммография, УЗИ помогают выявлять проблему на ранней стадии и не являются приговором.
Длительные воспалительные процессы в организме, такие как гастрит, колит или цистит, создают благоприятную среду для развития злокачественных новообразований.
Постоянное деление клеток в зонах воспаления увеличивает вероятность генетических мутаций. Своевременное лечение хронических заболеваний и регулярные обследования помогают снизить этот риск.
С возрастом вероятность возникновения онкологии увеличивается. Это объясняется тем, что с каждым клеточным делением повышается шанс возникновения мутаций. Иногда они происходят случайно, независимо от образа жизни или внешних факторов.
Сам по себе стресс не вызывает рак, но хроническое психоэмоциональное напряжение ослабляет иммунитет и нарушает гормональный фон.
В таком состоянии человек может чаще прибегать к вредным привычкам (курение, алкоголь, неправильное питание), которые являются прямыми факторами риска возникновения онкологии.