openscience

Για την ανθρώπινη ζωή θεωρούνται απαραίτητα 27 χημικά στοιχεία. Υπάρχει πλέον όμως και ένα 28ο: το βρώμιο.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Cell, ερευνητές του Πανεπιστημίου Vanderbilt υποστηρίζουν για πρώτη φορά ότι το βρώμιο, μεταξύ των 92 φυσικά εμφανιζόμενων χημικών στοιχείων στο σύμπαν, συνιστά το 28ο στοιχείο που είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη των ιστών σε όλα τα ζώα, από τα πρωτόγονα πλάσματα της θάλασσας ως τον άνθρωπο.

"Χωρίς βρώμιο, δεν υπάρχουν ζώα. Αυτή είναι η ανακάλυψη", δήλωσαν ο Δρ. Billy Hudson, επικεφαλής συντάκτης της μελέτης και ο Elliott V. Newman, Καθηγητής Ιατρικής.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι οι μύγες των φρούτων πέθαναν, όταν αφαιρέθηκε το βρώμιο από τη διατροφή τους, αλλά επιβίωσαν όταν αυτό επανήλθε σε αυτήν.

Το εύρημα αυτό έχει σημαντικές επιπτώσεις για τις ανθρώπινες ασθένειες. "Πολλές ομάδες ασθενών...έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν ανεπάρκεια σε βρώμιο", δήλωσε ο διδακτορικός φοιτητής McCall. Τα συμπληρώματα βρωμίου μπορούν να βελτιώσουν την υγεία των ασθενών που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση ή ολική παρεντερική διατροφή (ΤΡΝ), για παράδειγμα.

Η μελέτη αυτή είναι η τελευταία από μια σειρά κορυφαίων μελετών από την ομάδα Vanderbilt, οι οποίες έχουν συμβάλει στον καθορισμό του τρόπου με τον οποίο τα πλέγματα του κολλαγόνου IV στηρίζουν τη μεμβράνη βάσης όλων των ιστών, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων φίλτρανσης των νεφρών.

Ο Hudson δήλωσε ότι η βάση για την ανακάλυψη σχετικά με το βρώμιο ανάγεται σε 30 χρόνια πίσω, όταν ήταν ακόμη στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Kansas.

Η περιέργεια για δύο σπάνιες ασθένειες των νεφρών οδήγησε, στα μέσα της δεκαετίας του 1980, στην ανακάλυψη δύο άγνωστων μέχρι πρότινος πρωτεϊνών, οι οποίες περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη για να σχηματίσουν το μόριο τριπλής έλικας του κολλαγόνου IV, όπως τα καλώδια που στηρίζουν μια γέφυρα. Η νόσος εμφανίζεται, όταν τα καλώδια αυτά είναι ελαττωματικά ή κατεστραμμένα.

Το 2009, ερευνητές με επικεφαλής τον Δρ. Roberto Vanacore, επίκουρο καθηγητή Ιατρικής, ανέφεραν στο περιοδικό Science την ανακάλυψη ενός νέου δεσμού σουλφιλιμίνης μεταξύ ενός ατόμου θείου και ενός αζώτου που λειτουργεί ως "συνδετήρας" για να συνδέει τα μόρια του κολλαγόνου IV, σχηματίζοντας πλέγματα για τα κύτταρα.

Ένας ελαττωματικός τέτοιος δεσμός μπορεί να προκαλέσει το σπάνιο αυτοάνοσο σύνδρομο του Goodpasture. Η διαταραχή αυτή πήρε το όνομά της από τον τελευταίο παθολόγο του Vanderbilt και πρώην κοσμήτορα της Ιατρικής Σχολής Δρ. Ernest Goodpasture, ο οποίος ήταν γνωστός για τη συνεισφορά του στην ανάπτυξη των εμβολίων. Μετά από εκείνη την ανακάλυψη τέθηκε το απλό ερώτημα: πώς σχηματίζεται ο δεσμός;

Το 2012, ο Bhave, επίκουρος καθηγητής Ιατρικής, ο Cummings, πλέον μεταδιδακτορικός ερευνητής, και ο Vanacore ηγήθηκαν της προσπάθειας που αναζήτησε και βρήκε την απάντηση - το ένζυμο υπεροξειδασίνη.

Παρούσα σε όλο το ζωικό βασίλειο, η υπεροξειδασίνη είναι δυνατόν να παίζει επίσης ένα ρόλο στη νόσο. Ένα υπερδραστήριο ένζυμο μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική εναπόθεση κολλαγόνου IV και πάχυνση της μεμβράνης βάσης, οι οποίες μπορεί να βλάψουν τη λειτουργία των νεφρών, ανέφεραν στο περιοδικό Nature Chemical Biology.

Στην παρούσα μελέτη, στην οποία συνέβαλαν επίσης ο Vanacore και η Δρ. Andrea Page-McCaw, αναπληρώτρια καθηγήτρια Βιολογίας Κυττάρου και Ανάπτυξης, οι επιστήμονες έδειξαν το μοναδικό και ουσιαστικό ρόλο του ιοντικού βρωμιδίου ως "συν-παράγοντας", ο οποίος επιτρέπει στην υπεροξειδασίνη να σχηματίσει το δεσμό σουλφιλιμίνης.

Με αυτόν τον τρόπο, αναφέρουν οι ερευνητές, το χημικό στοιχείο βρώμιο είναι "απαραίτητο για την ανάπτυξη των ζώων και την αρχιτεκτονική των ιστών".