Sai lệch trong điều chỉnh nồng độ đồng trong cơ thể đóng vai trò quan trọng trong khá nhiều bệnh lý, bao gồm bệnh Alzheimer, Parkinson và bệnh thần kinh vận động. Một khảo sát về những phân tử vận chuyển đồng trong cơ thể đã cung cấp những hướng đi mới cho chẩn đoán và điều trị bệnh.
Phân tử đồng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động chuyển hóa trong cơ thể, tuy nhiên có 1 điều ngạc nhiên là các nhà khoa học lại biết rất ít thông tin về việc cơ thể vận chuyển và duy trì nồng độ tối ưu trong mô như thế nào.
Được gắn kết với các phân tử protein, đồng là thành phần sống còn của rất nhiều loại enzym xúc tác cho các phản ứng trao đổi chất quan trọng của cơ thể.
Giáo sư Peep Palumaa, chuyên gia của nhóm nghiên cứu về kim loại của đại học công nghệ Tallinn Estonia, cho rằng: “Các chuyên gia sinh hóa đã biết về tầm quan trọng của đồng trong cơ thể trong 1 thời gian dài, nhưng họ vẫn chưa thể làm rõ rằng làm như thế nào phân tử này đi từ thức ăn để đến đúng đích, cụ thể là các enzym có đồng”.
Đồng hiện diện 1 lượng nhỏ trong cơ thể của chúng ta. Nồng độ cao nhất tập trung ở những vùng cơ thể có hoạt động nhiều, chẳng hạn như gan, não, tim, thận và cơ.
Vai trò đa dạng của đồng:
Với rất nhiều vai trò quan trọng của đồng chẳng hạn như sản xuất năng lượng cho tế bào hô hấp, tạo hồng cầu, đáp ứng miễn dịch và duy trì cho tế bào thần kinh.
Mặc dù vậy thì nồng độ quá cao, nó cũng sẽ kích hoạt việc sản xuất các gốc oxy hóa tự do làm tổn thương cơ thể và góp phần tạo nên tình trạng viêm.
Các nghiên cứu đã chỉ ra sự liên hệ giữa sai lệch trong điều chỉnh nồng độ trong máu với vài bệnh lý thoái hóa thần kinh, bao gồm: hội chứng Menkes, bệnh thần kinh vận động, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer.
Một nghiên cứu trên tạp chí Medical News Today đăng vào năm 2013 tìm thấy khi đồng tích tụ trong não, nó thúc đẩy sự phát triển của mảng beta-amyloid ( hay còn gọi là mảng xơ), là thành phần chính gây nên bệnh lý Alzheimer.
Các nghiên cứu tìm thấy đồng không chỉ ức chế việc loại bỏ những phân tử beta-amyloid hòa tan khỏi não mà còn kích thích chúng kết tụ lại với nhau tạo thành những mảng không tan.
Các chuyên gia sinh hóa đang cố gắng để làm rõ việc cơ thể chúng ta duy trì nồng độ đồng tối ưu như thế nào và điều gì xảy ra khi quá trình này bị sai lệch. Những kiến thức này có thể phát triển những hướng đi mới để chẩn đoán, theo dõi và điều trị các bệnh lí có liên quan đến mất cân bằng nồng độ đồng trong máu.
Như là một phần của nỗ lực này thì giáo sư Palumaa và các cộng sự cố gắng tìm ra cách đồng được vận chuyển trong cơ thể con người. Và thật lạ lùng là kết quả của quá trình tìm kiếm đơn giản hơn là họ đã mong đợi. Trước đây, các chuyên gia sinh hóa tin rằng có 3 phần tử Protein đóng vai trò vận chuyển đồng nhưng những nghiên cứu mới nhất cho thấy chỉ có 1 loại là đóng vai trò chính.
Ái lực của đồng:
Để tính toán ái lực của phân tử Protein với đồng- nghĩa là phân tử đó dính với đồng chặt như thế nào- các nhà nghiên cứu đã phát triển 1 cách tiếp cận mới và đột phá được gọi là Sắc ký lỏng và Phương pháp cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ ICP-MS. Những kĩ thuật sinh hóa này giúp tách và định dạng phân tử dù ở lượng rất ít trong dịch sinh học, chẳng hạn như máu hay dịch não tủy.
Các nhà khoa học tìm thấy rằng trong máu, có khoảng 75% ion đồng được gắng với enzym gọi là Ceruloplasmin, trong khi đó 25% còn lại được gắng với enzym gọi là Albumin.
Tuy nhiên thì Ceruloplasmin kết dính với phân tử đồng chặt tới mức gần như không có vai trò vận chuyển đồng tới nơi cần thiết. Chức năng chính của enzym giống như là giúp những protein khác vận chuyển sắt trong máu.
Trong khi đó thì Albumin gắn với đồng yếu hơn và dường như là phương tiện vận chuyển đồng chủ yếu.
Các nhà nghiên cứu tìm thấy tỉ lệ rất nhỏ của đồng trong máu ( khoảng 0,2%) cũng gắn với Amino acid có tên là Histidine. Họ đoán rằng Histidine này hoạt động như chất xúc tác, giúp giải phóng đồng khỏi Albumin khi nó đi tới mô đích chẳng hạn như gan.
Các nhà hóa sinh đã giả định rằng một loại protein khác, được gọi là alpha-2 macroglobulin, cũng vận chuyển đồng. Tuy nhiên, Giáo sư Palumaa và cộng sự đã báo cáo rằng trong các thí nghiệm của họ, nó không liên kết với đồng trong huyết tương với số lượng đáng kể
Điều hòa nồng độ đồng:
Nghiên cứu này là kết quả của sự hợp tác giữa các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Tallinn và công ty dược phẩm của Thụy Điển Wilson Therapeutics AB.
Công ty dược Wilson Therapeutics AB với sản phẩm đi đầu là Decuprate, được hứa hẹn là tác nhân để điều trị bệnh Wilson, một rối loạn di truyền hiếm gặp khiến đồng tích tụ với số lượng gây độc trong gan, não và các mô khác.
Bằng cách liên kết với đồng, Decuprate thúc đẩy sự bài tiết của nó ra khỏi cơ thể.
Trong bài báo của mình, Giáo sư Palumaa và các đồng nghiệp của ông nói rằng những phát hiện của họ có thể giúp tìm ra các rối loạn trong chuyển hóa đồng, đặc biệt cho các bệnh như Wilson, và Alzheimer.
Nghiên cứu của họ cũng cung cấp những cách mới để theo dõi hiệu quả của các loại thuốc như Decuprate trong việc điều chỉnh nồng độ đồng.
Giáo sư Peep Palumaa cho rằng: “Kết quả nghiên cứu của chúng tôi có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Đầu tiên, chúng giúp hiểu được sự trao đổi chất bình thường của đồng trong cơ thể, có giá trị chẩn đoán trực tiếp. Thứ hai, những kết quả này cũng giúp xác định các rối loạn trong chuyển hóa đồng trong cơ thể. Và kết quả sau đó gây ra các bệnh di truyền, chẳng hạn như bệnh Wilson và bệnh Menkes, cũng như bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến nhất - bệnh Alzheimer.”
Ông tiếp tục phát biểu rằng: “Ngoài các chẩn đoán cụ thể, tác dụng của dược phẩm giúp ổn định nồng độ đồng bình thường được sử dụng để điều trị các bệnh nói trên còn có thể được theo dõi thông qua trạng thái cân bằng đồng trong máu.”
Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh
