Новое исследование показало, что фермент, который превращает пищевой каротиноид бета-каротин в витамин А в организме, также может регулировать уровень тестостерона и рост простаты.
Ученые из Университета Иллинойса исследовали влияние фермента Bco1 на уровни тестостерона и чувствительные к тестостерону ткани, такие как простата, путем сравнения функции предстательной железы и метаболизма тестостерона у мышей, у которых отсутствовали функциональные копии гена Bco1, с мышами в контрольной группе.
В организме Bco1 расщепляет одну молекулу бета-каротина – пигмента, отвечающего за оранжевый цвет моркови, тыквы и других растений, – с образованием двух молекул витамина А. Ученые выдвинули гипотезу, что Bco1 может участвовать и в других биологических процессах, но текущее исследование является одним из первых, изучающих деятельность Bco1, выходящую за рамки расщепления каротиноидов.
"Предыдущие исследования показали, что мыши, лишенные гена Bco1, не могут расщеплять бета-каротин, и мы также знаем, что многие люди несут генетические вариации Bco1, которые могут влиять на их способность метаболизировать каротиноиды," сказал ведущий автор статьи Джошуа В. Смит, который проводил исследование во время учебы в докторантуре Университета США по питанию. я.
"Точно так же возможно, что у мужчин с вариациями в гене Bco1 могут измениться уровни тестостерона, как мы видели на мышах, которым не хватало Bco1," сказал Смит, в настоящее время постдокторант в Школе общественного здравоохранения Блумберга Джонса Хопкинса.
Обе группы мышей получали диету, не содержащую бета-каротина и других каротиноидов, но обеспечивающую витамин А для поддержания нормального уровня этого питательного вещества в их крови и печени.
Как предположили исследователи, у мышей, лишенных Bco1, концентрация тестостерона в крови была ниже. Изучая ткани грызунов, исследователи обнаружили, что простаты были значительно меньше у мышей без гена Bco1.
Простата и семенные пузырьки этих животных, которым для нормального развития и поддержания необходим тестостерон, весили на 20-30 процентов меньше, чем у других мышей. У Bco1-нулевых мышей в семенниках также было на 44 процента меньше клеток Лейдига – клеток, которые превращают холестерин в тестостерон.
Кроме того, у мышей без гена Bco1 уровень гена Hsd17b3, который экспрессируется исключительно в клетках Лейдига семенников и отвечает за заключительный этап синтеза тестостерона, был на 32% ниже.
У людей наследственные мутации в гене Hsd17b3 приводят к недостаточной выработке тестостерона и феминизированию мужских гениталий при рождении.
Изучая массив из 200 генов в простате мышей, исследователи обнаружили 13 генов, которые были значительно изменены потерей Bco1, включая три гена, участвующих в пролиферации клеток, один ген, регулирующий рост стромальной и эпителиальной тканей, два гена, связанные с клетками. -цикл прогрессии и один участвует в гибели клеток, процесс, называемый апоптозом.
Ученые также обнаружили доказательства того, что передача сигналов рецептора андрогенов была нарушена у мышей без гена Bco1. Согласно исследованию, передача сигналов AR, которая регулирует экспрессию генов и имеет решающее значение для развития и функции простаты, также инициирует и контролирует прогрессирование рака простаты.
По словам старшего автора Джона В. Эрдман-младший., Почетный профессор питания и пищевой науки в Иллинойсе.
В предыдущих исследованиях те же исследователи обнаружили, что снижение уровня тестостерона в крови посредством кастрации значительно снижает экспрессию многих из тех же маркеров роста и пролиферации клеток, которые были снижены из-за потери Bco1 в текущем исследовании.
"Эти данные подтверждают гипотезу о том, что депривация андрогенов, будь то кастрация или потеря Bco1, контролирует клеточную пролиферацию в простате мышей," Смит сказал. "Текущее исследование демонстрирует, что хотя основной функцией Bco1 может быть расщепление пищевых каротиноидов, этот фермент также может влиять на другие физиологические процессы, выходящие далеко за рамки метаболизма каротиноидов."