От токсина до инсульта: ученые выяснили, как селен защищает клетки от тяжелых металлов и кислородного голодания

Ученые Центра биоэлементологии и экологии человека Первого МГМУ имени И.М. Сеченова совместно с международной группой исследователей проанализировали научные данные о роли селена в поддержании функций митохондрий — клеточных структур, отвечающих за выработку энергии. Анализ показал, что селен не только работает как антиоксидант, но и участвует в регуляции процессов обновления митохондрий, помогая им восстанавливаться после токсических воздействий или недостатка кислорода. Работа поддержана грантом Российского научного фонда и опубликована в журнале Chemico-Biological Interactions.

Митохондрии — «энергетические станции» наших клеток — постоянно адаптируются к потребностям клетки. Они могут сливаться, делиться, а при повреждениях – разрушаться и заменяться новыми. За удаление поврежденных митохондрий отвечает специальный механизм — митофагия. Если тонкий баланс между всеми этими процессами нарушается, в клетке накапливаются повреждения, снижается выработка энергии, что создает условия для развития различных заболеваний.

Авторы работы определили, что дефицит селена нарушает систему «контроля качества» митохондрий. При недостатке этого микроэлемента процессы обновления митохондрий и их своевременной утилизации подавляются. В результате клетка становится более уязвимой к неблагоприятным воздействиям. Ученые также отметили, что важную роль в поддержании баланса играют селенопротеины — специальные белки, содержащие селен. Анализ данных показал, что разные белки отвечают за разные этапы жизни митохондрий. Например, белок SELENOH участвует в регуляции их слияния, SELENOM помогает утилизировать поврежденные митохондрии, а SELENOO стимулирует механизмы образования новых органелл.

«Защитное действие селена традиционно связывают прежде всего с антиоксидантной защитой организма. Однако современные исследования показывают, что его роль значительно шире. Селенсодержащие белки помогают клетке поддерживать работоспособность митохондрий, вовремя удалять поврежденные структуры и создавать новые. Понимание этих механизмов открывает путь к разработке новых методов защиты тканей при различных патологиях», — отметил директор Центра биоэлементологии и экологии человека Сеченовского Университета, доктор медицинских наук, профессор Анатолий Скальный.

Особое внимание в исследовании авторы уделили защитному действию селена при воздействии токсичных веществ и других повреждающих факторов. Эксперименты на клеточных культурах и лабораторных животных продемонстрировали, что различные формы этого микроэлемента смягчают повреждение митохондрий, вызванное избытком тяжелых металлов, фторидов, аммиака, микотоксинов и некоторых загрязнителей окружающей среды. В частности, в исследованиях на животных препараты селена уменьшали повреждение печени при воздействии кадмия, а в экспериментальных моделях ишемического инсульта помогали сохранить функции митохондрий и уменьшить повреждения тканей мозга.

При этом исследователи подчеркивают, что селен действует по-разному при различных условиях: он может как ускорять утилизацию поврежденных митохондрий, так и сдерживать этот процесс, если он становится чрезмерно активным. Имеет значение и форма микроэлемента: неорганические формы селена в основном участвуют в образовании селенопротеинов, а органические соединения и наночастицы дополнительно оказывают антиоксидантное действие. По мнению исследователей, полученные данные открывают путь к новым методам защиты печени, почек, головного мозга и других органов от повреждений. Однако пока эти эффекты доказаны только в экспериментах на клетках и животных. Прежде чем применять их в клинической практике, ученым предстоит выяснить, работают ли эти механизмы у людей, а также определить наиболее эффективные формы и безопасные дозы селена.

Источник: РНФ

Изображение: разработано Мagnific.