Кэрол и Харрис Бернстайны из отдела клеточной биологии и анатомии UA, а также ученые из других стран накопили доказательства того, что желчные кислоты могут вызывать рак толстой кишки, но до сих пор не было ясно, как. (Фото Патрика Макардла / UANews)
(PhysOrg.com) – желчные кислоты могут быть недостающим звеном между высокожировой диетой в западном стиле и раком толстой кишки, обнаружили исследователи UA Кэрол и Харрис Бернстайн и их сотрудники.
Исследователи из Университета Аризоны и их сотрудники обнаружили, что желчные кислоты могут быть недостающим звеном между высокожировой диетой в западном стиле и раком толстой кишки.
У семнадцати из 18 мышей, получавших стандартную диету с добавлением желчной кислоты, через восемь или 10 месяцев развились опухоли толстой кишки, сообщают ученые в журнале Archives of Toxicology.
"Некоторое время было известно, что диета, богатая жирами, представляет собой риск рака толстой кишки," сказала Кэрол Бернстайн, доцент кафедры клеточной биологии и анатомии Медицинского колледжа UA и ведущий автор исследования.
"Но до сих пор не было точно известно, почему."
Ее муж и соавтор Харрис Бернштейн добавил: "С 1970-х годов люди в этой области подозревали, что желчные кислоты играют определенную роль, но считалось, что они действуют просто как промоторы, усиливая канцерогенный эффект некоторых других веществ. Наши результаты показывают, что сами желчные кислоты вызывают рак толстой кишки."
Харрис Бернштейн – профессор клеточной биологии и анатомии.
За последние 25 лет Бернштейны собрали доказательства, свидетельствующие о том, что желчные кислоты вызывают изменения в клетках, выстилающих стенки толстой кишки, заставляя их становиться злокачественными.
"Желчные кислоты вызывают повреждение ДНК клеток, что приводит к мутациям," объяснила Кэрол Бернштейн. "Затем эти мутации вызывают изменения в активности генов, связанных с раком."
Воодушевленные своими открытиями на мышах, Бернштейны представляют заявку на грант для более подробного исследования роли желчных кислот в формировании рака и ее сопоставления с ситуацией у людей.
Желчные кислоты являются собственностью организма "средство для мытья посуды." Вырабатываемые печенью и хранящиеся в желчном пузыре, они попадают в кишечный тракт для эмульгирования жира в пище, когда он попадает из желудка в кишечник.
"Поскольку в течение некоторого времени было известно, что желчные кислоты, такие как дезоксихолевая кислота или DOC, играют ключевую роль в формировании рака толстой кишки, мы хотели знать, достаточно ли одного DOC для запуска образования опухоли," сказала Кэрол Бернштейн.
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые разделили мышей дикого типа на четыре группы и кормили их стандартной диетой в течение 8-10 месяцев с добавлением DOC или без него. Уровни DOC определяли в экскрементах исследуемых животных. Чтобы эксперименты соответствовали состоянию человека, Бернштейны добавили DOC до такой степени, что он оказался на уровне, обнаруженном в предыдущих исследованиях на людях, которые придерживались диеты с высоким содержанием жиров.
"Очевидно, все же есть разница в том, что мыши намного меньше людей," Кэрол Бернштейн сказала, "и воздействие намного дольше у людей. Рак толстой кишки чаще всего развивается после 50 лет."
Из 18 мышей, получавших DOC в дополнение к стандартной диете, у всех, кроме одной (94 процента), развились опухоли толстой кишки, в том числе у 10 животных, опухоли которых развились до полномасштабного рака. Напротив, у мышей, соблюдающих стандартную диету без DOC, опухолей не обнаружено.
Предыдущая работа, проведенная Бернштейнами и другими учеными, показала, что желчные кислоты приводят к образованию дополнительных активных форм кислорода, молекул, которые могут повредить клетки. Эти молекулы, также называемые свободными радикалами, являются нормальными побочными продуктами метаболизма. Они очень реактивны, и если они сталкиваются с другой молекулой, такой как белок или ДНК, происходит химическая реакция, в которой целевая молекула повреждается.
Бернштейны считают, что DOC может увеличить количество активных форм кислорода до уровня, превышающего способность клетки восстанавливать все повреждения, которые они вызывают, что в конечном итоге приводит к раку.
"Даже средняя человеческая клетка, которая не подвергается воздействию избытка желчных кислот, получает около 10 000 повреждений в течение дня в результате нормального метаболизма," Харрис Бернштейн сказал. Клетки в нашем организме зависят от специализированных ферментов, которые восстанавливают средний уровень повреждений."
Может ли желчная кислота вызвать рак толстой кишки из-за повышения уровня разрушительных свободных радикалов? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи кормили мышей стандартной диетой, содержащей желчную кислоту, а также хлорогеновую кислоту, антиоксидант, высокий уровень которого содержится в чернике, кофе и баклажанах. Известно, что антиоксиданты защищают клетки от повреждения кислородными радикалами.
Только у 64% мышей в этой категории развились опухоли, что позволяет предположить, что хлорогеновая кислота компенсирует некоторые повреждения клеток, вызванные желчной кислотой.
Опять же, не было обнаружено опухолей толстой кишки ни у одной из мышей, принадлежащих к контрольной группе, получавшей стандартную диету плюс антиоксиданты.
Бернштейны сейчас начинают измерять уровни избыточного повреждения ДНК, вызванного повышенным DOC в толстой кишке мышей. Они также начинают обнаруживать снижение активности ферментов репарации ДНК, вызванное добавлением DOC в рацион.
Их новая работа может дополнительно объяснить механизм того, как желчные кислоты вызывают прогрессирование рака толстой кишки.