Желтуха против малярии
Гемоглобином под завязку набиты эритроциты, с его помощью они переносят кислород и, частично, углекислый газ (хотя углекислый газ гемоглобины связывают не самим гемом, а другими частями белковой молекулы). Эритроциты живут в крови человека три–четыре месяца, а потом разрушаются. Соответственно, разрушаются молекулы гемоглобина и связанные с ними гемы. Жёлтый пигмент билирубин представляет собой как раз продукт разрушения гема. Билирубин появляется в плазме крови, откуда его должны забрать клетки печени, произвести над ним ещё некоторые манипуляции и отправить в желчь. В составе желчи билирубин выходит в кишечник, и дальше выводится из организма. Билирубин достаточно токсичен, пока плавает в крови, и избавляться от него нужно.
Избыток билирубина в крови (желтуха) означает, что либо печень не справляется с его переработкой, либо эритроциты разрушаются как-то слишком энергично, либо возникли проблемы с выведением желчи – в общем, это знак каких-то неприятностей. Если говорить о «непечёночных» причинах, то желтуха случается, например, у людей с малярией. Возбудитель малярии часть жизненного цикла проводит в эритроцитах, размножаясь в них и разрушая их. Гем из разрушенных эритроцитов перерабатывается в билирубин, которого резко становится много. Среди больных малярией желтуха случается не у всех и не всегда, но всё-таки это достаточно частый симптом, особенно при тяжёлых формах болезни.
Однако, как оказалось, избыточный билирубин в крови может действовать против самой малярии. Сотрудники Института молекулярной медицины Гюльбенкяна вместе с коллегами из других научных центров сравнили образцы крови сорока двух добровольцев на предмет билирубина в плазме крови. Часть добровольцев страдала от обычных проявлений малярии, у других же она протекала без симптомов – и вот у тех, у кого малярия была бессимптомной, уровень билирубина в крови был в 10 раз выше.
Тогда исследователи взяли мышей и методами генной инженерии подавили активность одного из белков, которые занимаются превращениями гема в билирубин. Затем обычных и модифицированных мышей заражали мышиной формой малярии. У обычных мышей после заражения в крови подскакивал уровень билирубина, и все мыши выживали. У модифицированных мышей билирубина в крови почти не было, и они все погибали – малярийный паразит у них размножался и распространялся по хозяйским клеткам намного быстрее, чем у нормальных мышей. Но если модифицированным мышам вводили билирубин извне, они оставались в живых, а уровень малярийного паразита у них оказывался намного ниже.
В статье в Science говорится, что билирубин в крови проникает в возбудителей малярии, повреждая митохондрии (клеточные энергетические органеллы) и пищеварительные вакуоли, подавляя синтез азотистых оснований, которые нужны для нуклеиновых кислот. Получается, что желтуха, которую вызывает малярийный плазмодий, действует во многом против него.
Проверить антималярийный эффект билирубина исследователи решили после того, как в одном их своих предыдущих экспериментов они обнаружили, что он помогает нейронам мозга справиться с окислительным стрессом. Лекарство, которое повышало бы уровень билирубина в крови, возможно, могло бы стать удачным дополнением в антималярийной терапии. Также возможно, что от такого лекарства была бы ещё какая-то дополнительная польза, коль скоро она есть у самого билирубина. Но всё же не стоит забывать, что человеческим клеткам он тоже не особенно приятен, и его уровень даже у больных нужно контролировать так, чтобы лишний билирубин не стал отдельной проблемой.