Ученые выяснили, чем опасна нехватка витамина B12

Организм человека и многих животных не способен синтезировать некоторые жизненно важные молекулы.

Хронический недостаток витамина B12 в организме резко ослабляет иммунитет и приводит к накоплению токсичных продуктов распада некоторых аминокислот во всех органах тела. К такому выводу пришли ученые, опубликовавшие результаты опытов на червях в журнале PLoS Genetics.

«Мы использовали червей-нематод для изучения того, как диета влияет на работу организма животных. Мы неожиданно обнаружили, что один из типов пищи резко повышал стойкость червей к стрессовым факторам и патогенам. Ключевое различие между ними заключалось в том, как много витамина В12 присутствовало в них»,— рассказывает Наталья Кириенко из Райсовского университета в Хьюстоне (США).

Организм человека и многих животных не способен синтезировать некоторые жизненно важные молекулы, в том числе девять аминокислот и почти все витамины. Поэтому мы вынуждены получать их извне, извлекая их из перевариваемых клеток и тканей растений и животных.

Особое место среди них занимает витамин B12 — одна из самых сложных молекул этого типа, играющая важную роль в сборке новых копий ДНК, работе некоторых белков и созревании клеток крови. Его недостаток ведет к развитию хронической усталости, малокровия и шизофрении, а переизбыток может ускорить накопление мутаций в ДНК.

Кириенко и ее коллеги случайно обнаружили новые негативные эффекты, связанные с хроническим недостатком этого витамина, а также раскрыли молекулярные механизмы их развития, изучая то, как два разных типа пищевых смесей, OP50 и HT115, влияли на здоровье и поведение червей нематод.
И тот, и другой тип еды изготавливается из перемолотых фрагментов двух штаммов обычной кишечной палочки, несколько отличающиеся друг от друга в плане жизнедеятельности. Ученых заинтересовало то, как эти различия могут повлиять на жизнь их беспозвоночных подопечных, не способных, как и человек, синтезировать некоторые витамины и аминокислоты.

Неожиданным образом выяснилось, что переход на диету HT115, относительно редко применяемую при выращивании нематод, резко повышал их стойкость к действию микробов и неблагоприятных факторов среды. К примеру, она примерно в полтора раза продлила им жизнь при попадании смертельных доз синегнойной в организм беспозвоночных, и спасла жизни примерно трети червей при заражении фекальной палочкой.

Получив подобный результат, ученые проверили, не связан ли он с различными опасными или полезными ферментами и прочими биологически активными молекулами, присутствующими или отсутствующими и в том, и в другом типе пищи и влияющими на работу иммунитета. Несмотря на все их усилия, Кириенко и ее коллегам не удалось найти подобной связи.

Это заставило ученых проанализировать то, как поменялся уровень активности всех генов червей при переходе с одного типа пищи на другой. К их удивлению, сильнее всего поменялась работа не генов иммунитета, а участков ДНК, связанных со «сжиганием мусора», обрывков повреждённых белков в митохондриях, клеточных энергостанциях.

Все эти гены, в свою очередь, были связаны с витамином В12 и тем, какую роль он играет в процессе расщепления этого «мусора». Как обнаружили ученые, его недостаток вел к накоплению частично разложившихся аминокислот внутри митохондрий, что ухудшало их работу и вело к появлению проблем с иммунитетом.

Как витамин В12 был связан с пищей нематод? Дело в том, что кишечные палочки OP50 не умеют ни синтезировать, ни поглощать этот витамин из окружающей среды, тогда как бактерии HT115 умели делать второе в 12 раз лучше, чем их «конкуренты».

Подобная связь между пищей и работой организма нематод, как отмечают ученые, ставит под сомнение результаты многих опытов, в рамках которых их коллеги пытались оценить влияние диеты на продолжительность жизни и вероятность развития рака. Как надеются исследователи, их опыты помогут уточнить роль витамина В12 и в процессе старения, и накопления мутаций в клетках, и понять, можно ли перенести эти выводы на человека.