Afrikanske amerikanere lider av hjerte-og karsykdommer med en hastighet omtrent fem ganger høyere enn resten av den amerikanske befolkningen. I en ny studie, kan forskere har funnet en gjerningsmann: en alvorlig mangel av nitrogenoksid, et lite molekyl viktig i reguleringen av blodstrøm og blodtrykk.
Forskerteamet, ledet av Ohio University biokjemiker Tadeusz Malinski, undersøkte blodårer celler på 12 hvite og 12 sorte friske kvinner. Ved hjelp av et system av nanosensorer, oppdaget de at hjerte-systemer av afrikansk-amerikanske fagene så unge som 20 år kunne vise tegn på en ubalansert nitrogenoksid system som kunne blitt stadig verre etter hvert som de blir eldre, ifølge forskning publisert i en fersk utstedelse av Circulation, et tidsskrift av American Heart Association.
«Det vi fant var den grunnleggende mekanismen av kardiovaskulære dysfunksjoner på molekylært nivå," sa Malinski, den Marvin og Ann Dilley hvite professor i biokjemi ved Ohio University .
På begynnelsen av 1990-tallet, Malinski, en ledende ekspert på nitrogenoksid og dens fysiologiske funksjoner, utviklet nanosensorer i stand til å oppdage nitrogenoksid og andre molekyler i enkeltceller og nevroner. Nitrogenoksid utfører kritiske funksjoner i hele kroppen, men overlever bare noen få sekunder etter at den er laget av celler og nevroner. Malinski og andre forskere har siden bevist at nitrogenoksyd er en fundamental regulator av kroppsfunksjoner - som blodtrykk, hjerteslag og avslapping av blodkar - og at ubalanse mellom nivåer av nitrogenoksid og oksidativt stress kan være en tegn på dysfunksjon og sykdom.
I den nye studien, fant forskeren at det kardiovaskulære systemet av svart fagene har flere enzymer for å produsere nitrogenoksid og kan være mer effektiv enn hvit fag. Men svart fagene ikke produserer nok av aminosyren L-arginin å fullføre prosessen av nitrogenoksid produksjon. I stedet enzymet produserer en annen oksidativ molekyl, superoxide, som reagerer med nitrogenoksid å skape et enda kraftigere og mer skadelige oxidant, peroxynitrite.
Peroxynitrite ikke bare angrep celle DNA og RNA, noe som gjør svart fagene mer utsatt for kreft og ulike dysfunksjoner, men det sluker opp stadig økende mengder av nitrogenoksid, som kan føre til herding av blodårene, økt blodtrykk og andre hjerte-problemer . Som balansen i systemet skift til større mengder peroxynitrite forhold til nitrogenoksid, øker faren for hjerte-dysfunksjoner og sykdommer også, sa Malinski, hvis forskning ble støttet delvis av Ohio University Marvin og Ann Dilley Hvite Professorat Endowment.
"I en alder av 20, har du kanskje dobbelt så mye av disse oksidantene som i andre etniske grupper, og som forårsaker en akselerasjon av aldring og dysfunksjon av hele kardiovaskulære systemet," Malinski sa. "Det endelige resultatet blir et hjerteinfarkt eller slag."
Malinski og hans kolleger hevder imidlertid at denne nye forståelsen av nitrogenoksid og beslektede molekyler atferd i den afrikansk-amerikanske kardiovaskulære systemet kan vise til bedre behandling og forebygging av sykdommer.
"Hva er fantastisk er at dette systemet har et stort potensial til å produsere nitrogenoksid og kan korrigeres svært effektivt og i relativt ung alder," sa han. "Basert på vår forskning, vil en diagnose av denne dysfunksjon av systemet er mulig - trolig ganske snart - og vil kan lindres med noen eksisterende kardiovaskulære legemidler."
Forskningen åpner også døren for utvikling av nye medisiner spesielt utviklet for å opprettholde sunne nivåer av nitrogenoksid i det kardiovaskulære systemet.
Samarbeidspartnere på studien var Iwona Dobrucki, en graduate student i biokjemi, og Leszek Kalinowski, en postdoktor, både ved Ohio University.
http://www.ohiou.edu