Нове дослідження показує важливість глутаміну для здоров'я сітківки

Сітківка вимагає від організму багато енергії, частково через активність фоторецепторів.

Ці спеціалізовані клітини відповідають за отримання світла та передачу візуальної інформації до мозку.

Загибель фоторецепторів є причиною втрати зору при багатьох захворюваннях сітківки, і не існує ефективних методів лікування для покращення їх виживання.

У статті, опублікованій в eLife, дослідники з Мічиганського університету вивчали глутамінову залежність фоторецепторів. Їхні результати свідчать про те, що підтримка балансу амінокислот у цих клітинах важлива для здоров'я фоторецепторів.

Енергетичні потреби фоторецепторів роблять їх вразливими до незначних змін у метаболізмі. Попередні дослідження зосереджувалися на глюкозі як основному джерелі енергії для цих клітин.

Терапія, яка використовує глюкозозалежність фоторецепторів, зараз проходить клінічні випробування у пацієнтів з дегенерацією сітківки.

«Фоторецептори є одними з найбільш метаболічно вимогливих клітин в організмі, що змусило нас задуматися, чи залежать вони від джерел енергії, окрім глюкози, для виживання», — сказав Томас Вуббен, доктор медичних наук, доцент кафедри офтальмології та візуальних наук. «Ми досліджували глутамін, оскільки це найпоширеніша амінокислота в крові».

Глутамін бере участь у кількох метаболічних шляхах, допомагаючи клітинам синтезувати інші амінокислоти, включаючи глутамат та аспартат, а також білки та ДНК.

Щоб підтвердити роль глутаміну в зорі, дослідники використовували мишей, у яких відсутній фермент глутаміназа, що розщеплює глутамін на глутамат. Вони порівняли цих мишей з контрольною групою, вимірявши товщину їхньої сітківки. У мишей, у яких не було глутамінази, спостерігалося швидке зменшення товщини сітківки з втратою кількості та функції фоторецепторів.

Глутамін бере участь у різноманітних клітинних процесах. Щоб зрозуміти, чому він важливий для виживання фоторецепторів, команда дослідників виміряла рівні різних молекул у контрольних мишей та у мишей, яким бракує глутамінази.

У мишей без цього ферменту спостерігався знижений рівень глутамату та аспартату. Ці амінокислоти, у свою чергу, допомагають клітинам синтезувати білки, необхідні для функціонування фоторецепторів.

Дослідники також виявили, що зниження рівня амінокислот активує інтегровану стресову реакцію, яка, як відомо, викликає загибель клітин, якщо вона залишається активною занадто довго. Коли вони пригнічували стресову реакцію, команда спостерігала збільшення товщини сітківки.

«Зараз ми зосереджені на розумінні того, які шляхи залежать від глутаміну та чи можна їх «ввімкнути» за допомогою ліків або добавок», — сказав Вуббен.

Шляхи перетворення глутаміну в глутамат порушені в моделях захворювань сітківки людини.

«Відновлення метаболізму може допомогти запобігти втраті зору та сліпоті».