Hoge suikerconcentratie in het lichaam is ten koste van de
gezondheid. Nieuw onderzoek toont aan dat meer suiker in het
lichaam schade kan aanrichten aan de elastische eiwitten die
ons helpen ademen en bloed pompen. De bevindingen kunnen
gevolgen hebben voor de gezondheid van diabetici die hoge
glucosebloedspiegels hebben.
Onderzoekers aan de Universiteit van Washington en Boston
University hebben ontdekt dat een bepaald type eiwit dat
voorkomt in organen die herhaaldelijk spannen en ontspannen
- zoals het hart en de longen - de bron is voor gunstige
elektrische eigenschappen die kunnen helpen bij het opbouwen
en ondersteunen van gezond bindweefsel. Volgens bevindingen
gepubliceerd op 15 april in het tijdschrift Physical Review
Letters kan, bij blootstelling aan suiker, een deel van de
eiwitten zijn functie niet meer uitvoeren.
De eigenschap, genaamd ferroelectriciteit, is een reactie
op een elektrisch veld waarin een molecule overschakelt van
een positieve naar een negatieve lading. Pas onlangs ontdekt
in dierlijke weefsels, hebben de onderzoekers gevonden dat
dit toe te schrijven is aan elastine en vonden ook dat bij
blootstelling aan suiker het elastine eiwit de
ferro-elektrische schakeling vertraagt of stopt. Dit kan
leiden tot het verharden van deze weefsels en uiteindelijk
een slagader of ligament degraderen.
"Deze bevinding is belangrijk omdat ze ons de oorsprong
vertelt van het ferro-elektrische schakelfenomeen en dat het
niet een op zichzelf staande gebeurtenis in een bepaald type
weefsel is zoals we dachten", zegt mede-corresponderende
auteur Jiangyu Li, een UW associate professor in de
werktuigbouwkunde. "Dit kan in verband worden gebracht met
het ouder worden en diabetes wat meer belangrijkheid geeft
aan het fenomeen denk ik."
Ongeveer een jaar geleden ontdekten Li en medewerkers
ferro-elektrische schakelingen in zoogdierweefsels, een
verrassende primeur in dit kader. Ferroelectriciteit is
algemeen gekend in kunststof en wordt gebruikt voor
displays, geheugenopslag en sensoren. Li's onderzoeksteam
ontdekte dat de wand van de aorta van een varken, het
grootste bloedvat dat bloed naar het hart pompt,
ferro-elektrische schakeleigenschappen vertoont.
Li zei dat deze ontdekking de onderzoekers met een hoop
vragen achterliet waaronder de vraag of deze eigenschap ook
te vinden is in andere zachte weefsels en wat de gevolgen
zijn voor de gezondheid? Het observeren van verschillen in
ferro-elektrische gedrag op eiwitniveau heeft geholpen om
een aantal van die vragen te beantwoorden.
Het onderzoeksteam scheidde het aorta weefsel in twee
soorten eiwitten, collageen en elastine. Vezelige
collageenlagen zijn wijdverspreid in biologische weefsels,
terwijl elastine slechts gevonden wordt in dieren met een
skelet. Elastine, zoals de naam al doet vermoeden, is
veerkrachtig en helpt het hart en de longen spannen en
ontspannen. Ferro-elektrische schakeling geeft elastine de
flexibiliteit die nodig is om herhaalde pulsen uit te voeren
zoals bij een slagader.
Toen onderzoekers de elastine behandelden met suiker,
vonden zij dat glucose ferro-elektrische schakelingen tot 50
procent. onderdrukken werden. Deze interactie tussen suiker
en proteïne imiteert een natuurlijk proces genaamd
glycosylering waarbij suikermoleculen zich hechten aan
eiwitten,waardoor hun structuur en functie degradeert.
Glycosylering gebeurt vanzelf als we op leeftijd zijn en is
geassocieerd met een aantal ziekten zoals diabetes, hoge
bloeddruk of arteriosclerose, verdikking en verharding van
de slagaders.
De onderzoeksgroep heeft uitsluitend onderzoek uitgevoerd
op de aorta weefsels, maar deze bevindingen gelden
waarschijnlijk voor andere biologische weefsels die het
eiwit elastine hebben, zoals de longen en de huid.
"Ik zou evenzeer dezelfde verschijnselen verwachten in
die weefsels en organen," zei Li. "Het zal vaker voorkomen
dan we aanvankelijk dachten."
De volgende uitdaging zal erin bestaan om nog meer te
kijken naar de moleculaire mechanismen rond
ferro-elektrische schakelingen en verder proberen het proces
te verbinden met het begin van ziekte.
Vertaling: Andre Teirlinck
