Розглянемо роль ОСФ в освіті раку. Тут я змушений підсумувати, скоротити і спростити наші дослідження і відкриття: тема занадто широка і специфічна, щоб пояснити її в одному розділу. Моя мета - не зробити вас експертом по ОСФ.
Що таке ОСФ?
Розповідаючи про своє більш ніж п'ятдесятилітньому науковому пригоді з цим ферментом, я сподіваюся, що ви краще зрозумієте, як тваринний білок впливає на освіту раку, і глибше усвідомлюєте, що складність ОСФ красномовно підтверджує холістичне, а не редукціоністскій бачення харчування і здоров'я.
ОСФ - виключно складний фермент, метаболізується багато субстрати, одні з яких зазвичай присутні в організмі, а з іншими він стикається вперше. ОСФ розташований в основному (але не тільки) в печінці і метаболизирует стероїдні гормони (наприклад, статеві - естрогени, андрогени і стресові), жирні кислоти (наприклад, прекурсори речовин, що підтримують імунну та нервову системи) і холестерин (що викликає серцево-судинні захворювання і є частиною клітинних мембран), а також інші сполуки, утворюючи речовини, ближчі до тих, які використовує наш організм. ОСФ також знешкоджує чужорідні хімічні речовини, завдяки чому вони легше виводяться з організму з сечею.
На початку моєї наукової кар'єри мене вчили, що афлатоксин (як і інші канцерогени) перетворюється ОСФ в менш токсичний метаболіт, який виводиться з сечею та калом. Це відбувається наступним чином (рис. 7.6).
Мал. 7.6. Передбачувана модель перетворення афлатоксина ОСФ
високобілкова дієта
Підозрюючи, що ключ до вирішення - ОСФ, ми з колегами встановили, що високобілкова дієта підвищує активність даного ферменту у щурів. Це означало, що чим більше білка їли щури, тим швидше відбувалося знешкодження афлатоксина (точніше, його вихідного субстрату - AFB1). Це відкриття мало сенс, але не узгоджувалося з наглядом індійських вчених, що високо білкова дієта підвищує захворюваність на рак.
Один з розглянутих нами варіантів - ОСФ може утворювати два види метаболітів: один - менш токсичний, ніж афлатоксин, і безпечно виведений з організму, інший - більш токсичний і веде до раку. Але чому фермент діє так суперечливо? На перший погляд дивно, але цілком можливо. Задовго до цього і до відкриття ОСФ вчені вважали, що багато хімічні канцерогени викликають рак тільки після «активації» ферментами, і те, що речовини на зразок афлатоксина дають більш токсичний метаболіт, звучало цілком правдоподібно.
Інший ключ до загадки був знайдений на початку 1970-х, коли професора університету Вісконсіна, видатні онкологи Джим і Бетті Міллер разом з колегою Коліном Гарнером, отримали цікаві дані: освіта ОСФ нетоксичного метаболіту афлатоксину проходить з утворенням виключно реактивного канцерогенного проміжного продукту. Іншими словами, з афлатоксина ОСФ виробляє два метаболіти: один знешкоджується і виводиться з організму, а інший активується і викликає рак. Це як якщо подати на фабрику поліно і отримати на частку секунди поліцейську палицю, яка пізніше прийме форму салатниці.
Цей проміжний метаболіт відомий як епоксид. Вважається, що він існує лише кілька мілісекунд, але цього, на жаль, досить, щоб він встиг зв'язатися з клітинним ДНК і привести до мутації, здатної викликати каскад подій, що ведуть до раку.
Оновлена схема реакцій, на якій показаний проміжний епоксид, показана на рис. 7.7.
Мал. 7.7. Перетворення афлатоксина ОСФ. Показаний проміжний продукт
Ми отримали ще один ключовий результат, який допоміг пояснити парадокс. Виявилося, що афлатоксин токсичний сам по собі, без активації. Він блокує клітинне дихання, викликаючи смерть клітини.
Високобілкова дієта підвищує активність ОСФ, який, в свою чергу, знешкоджує афлатоксин, що викликає клеточнуюсмерть - що поза контекстом виглядає позитивним ефектом. Але одночасно підвищується і продукція епоксиду, який може викликати рак, - ефект очевидно негативний.
Тваринний білок змушує організм перенапружуватися
Наша схема реакцій була ще раз скоригована з урахуванням ефектів цих метаболітів афлатоксина (менш токсичного і канцерогенного) в умовах високобілковою дієти (рис. 7.8).
Хоча ми думали, що це пояснює наш парадокс, залишалося кілька питань. Чому організм виробляє спочатку канцерогенний епоксид? Або ще ширше: як в ході еволюції першим з'явився процес, що перетворює натуральний, але небезпечний побічний продукт цвілі в настільки ж небезпечний канцероген?
Мал. 7.8. Остаточний варіант моделі перетворення афлатоксина ОСФ
Я як і раніше не знаю відповіді. Можливо, організм вважатиме за краще змиритися з ризиком раку в майбутньому, якщо перед ним стоїть невідкладне завдання впоратися з загрозою клітинного голоду, викликаної афлатоксином. Цей компроміс, хоча і недосконалий, показав себе ево-люціонной корисним або щонайменше нейтральним. Він не зміг завадити нашому виживанню і розмноженню, інакше людство просто не дожило б до сьогоднішнього дня. Це вказує на можливе існування коригуючого механізму для запобігання незворотного пошкодження епоксидів: він живе всього частки мілісекунди, що не залишає багато часу для пошкоджень. Також виявилося, що вода, що утворюється іншим ферментом - епоксідгідролазой, - яка знаходиться поруч під час цього процесу, може зв'язуватися з епок-сідом, утворюючи нешкідливі продукти, які можуть бути виділені. Іншими словами, епоксид ефективно виводиться з організму до того, як зашкодить ДНК.
Крім того, ми знаємо, що людський організм має дивовижну здатність виправляти пошкодження ДНК. Якщо підтримувати її за допомогою правильного харчування, більшість, якщо не всі пошкодження можна звернути задовго до виникнення раку.
Ще одне питання - чому тваринний білок підвищує активність ОСФ. Високобілкова дієта збільшує активність широкого спектра ферментів в нашому організмі, і ОСФ - тільки один з них. Тваринний білок взагалі змушує організм перенапружуватися. Ми поки не знаємо, чому так відбувається. Можливо, відповідь з'явиться в майбутньому. Але поки важливий сам факт і його негативний вплив на наше здоров'я.