Фолиевая кислота может предотвращать пороки развития через сигнальный путь витамина А
Фолиевая кислота снижает риск дефектов нервной трубки, но механизм ее действия до конца не изучен. Новое исследование на эмбрионах лягушек показало, что защитный эффект может зависеть от фермента ALDH1L1. Он участвует в образовании ретиноевой кислоты - сигнального вещества, производного витамина А, которое необходимо для развития нервной системы.
Когда ученые отключили ген ALDH1L1, фолиевая кислота перестала защищать формирующуюся нервную трубку. Авторы считают, что результаты могут приблизить нас к пониманию того, почему фолиевая кислота предотвращает не все подобные нарушения. Однако еще предстоит проверить, действует ли этот механизм при беременности у человека.
Как формируется нервная трубка
На раннем этапе развития у эмбриона еще нет узнаваемых головного и спинного мозга. Сначала образуется нервная пластинка - слой клеток, края которого поднимаются, сближаются и замыкаются, формируя нервную трубку. Из нее впоследствии развивается центральная нервная система.
Если замыкание нарушается, могут возникнуть серьезные врожденные пороки головного и спинного мозга, известные как дефекты нервной трубки. Уже более 30 лет известно, что фолиевая кислота, или витамин B9, способна снизить их риск. Но как именно она действует?
Авторы исследования, опубликованного в журнале PNAS, предполагают, что фолиевая кислота не просто снабжает эмбрион необходимым веществом. Судя по результатам работы, она участвует в активации гена ALDH1L1, который отвечает за выработку одноименного фермента.
Зачем эмбриону фермент ALDH1L1
Фермент ALDH1L1 помогает превращать ретинальдегид, связанное с витамином А соединение, в ретиноевую кислоту. Последняя служит важным сигналом для развивающихся клеток: влияет на то, когда им расти и делиться, какое место занять и во что превратиться.
Чтобы проверить роль ALDH1L1, ученые использовали эмбрионы лягушек - модель, применяемую для изучения раннего развития. Сначала исследователи создали условия, при которых у эмбрионов нарушалось замыкание нервной трубки. После добавления фолиевой кислоты многие из них стали развиваться ближе к норме.
Затем ученые нарушили работу гена ALDH1L1. В этом случае фолиевая кислота утратила защитное действие. Иными словами, без работающего фермента она уже не могла исправить нарушения в развитии нервной трубки.
Команда также показала, что человеческий ALDH1L1 способен участвовать в образовании ретиноевой кислоты. Признаки активности того же биологического пути обнаружили и в клетках млекопитающих. Это допускает, что механизм может иметь значение для человека, но пока не подтверждает его работу во время беременности.
Что происходило при нехватке ретиноевой кислоты
При слишком низком уровне ретиноевой кислоты клетки, из которых должна сформироваться нервная система, начинали размножаться слишком быстро. Из-за этого нервная пластинка чрезмерно расширялась.
Фолиевая кислота приближала скорость роста клеток к нормальной, но только при сохраненной активности ALDH1L1. Этот результат поддерживает предположение, что ее действие хотя бы частично связано с образованием ретиноевой кислоты.
Могут ли фолиевая кислота и витамин А действовать вместе
Поскольку ALDH1L1 использует производное витамина А для образования ретиноевой кислоты, ученые проверили совместное действие витамина А и фолиевой кислоты. В экспериментах на эмбрионах небольшое количество ретинола, одной из форм витамина А, усиливало эффект низкой дозы фолиевой кислоты.
Этот результат не означает, что во время беременности нужно принимать дополнительный витамин А. Авторы подчеркивают, что его избыток сам способен вызывать серьезные врожденные пороки. Для здорового развития концентрация ретиноевой кислоты должна оставаться в узком диапазоне.
Что показало исследование
Предварительные результаты указывают, что фолиевая кислота может защищать развивающуюся нервную систему не самостоятельно. Возможно, она помогает эмбриону в нужный момент вырабатывать необходимое количество ретиноевой кислоты.
Нарушения в сигнальном пути ALDH1L1 и ретиноевой кислоты также могут быть одной из причин, почему фолиевая кислота предотвращает не все дефекты нервной трубки. Пока это лишь гипотеза. Работа проводилась преимущественно на эмбрионах лягушек и клетках, поэтому для подтверждения механизма при беременности у человека нужны дальнейшие исследования.
Источник: News-Medical