Лактат и железо: новая система защиты клеток от стресса

Обычно лактат ассоциируется с физической нагрузкой и мышечными клетками. Однако исследователи из Университетской клиники Эссена и Центра медицинской биотехнологии Дуйсбург-Эссенского университета предполагают, что эта молекула может играть ключевую роль и в других типах клеток, формируя ранее не изученную систему защиты от окислительного стресса.

Суть гипотезы

Учёные выдвинули гипотезу, что лактат вместе с железом образует защитный механизм против окислительного стресса. Помимо мышечных клеток, лактат активно производят:

• Опухолевые клетки
• Астроциты в мозге
• Фибробласты при воспалении

Эти же клетки часто содержат много свободного, легко вступающего в реакции железа. Это сочетание натолкнуло на мысль о существовании общей защитной системы.

Как работает окислительный стресс и новая защита

Окислительный стресс возникает при избытке активных форм кислорода, например, перекиси водорода (H₂O₂). В малых концентрациях H₂O₂ служит сигнальной молекулой, но в больших — повреждает ДНК и белки. Обычно клетки расщепляют её с помощью ферментов, но при их перегрузке возможна гибель клетки.

Новая гипотеза предполагает, что лактат и железо действуют как «клеточный щит»:

«Лактат, образно говоря, жертвует собой и перехватывает агрессивные формы кислорода, прежде чем они атакуют жизненно важные компоненты клетки», — объясняет молекулярный биолог профессор Ширли К. Кнауэр.

В процессе лактат превращается в пируват — вещество, которое клетки могут использовать для роста и восстановления.

Медицинские перспективы

Если гипотеза подтвердится, механизмом можно будет целенаправленно управлять:

• В терапии рака: ослабление защитного щита опухолевых клеток сделает их более чувствительными к лечению.
• При аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваниях (например, болезнь Альцгеймера): укрепление защиты уязвимых клеток для снижения повреждений от окислительного стресса.

Исследование опубликовано в журнале Redox Biology.