Recentní studie publikovaná v časopise PNAS Nexus objasňuje dlouholetou vědeckou záhadu tím, že prokazuje, že feomelanina, pigment odpovědný za oranžovou barvu u některých ptáků a jež způsobuje červené vlasy u lidí, hraje důležitou roli v přežití buněk: chrání organismus tím, že odstraňuje nadbytek cysteinu, což přispívá k prevenci buněčného poškození.
Toto výzkumné úsilí vedl Ismael Galván a bylo realizováno ve Fundaci pro výzkum etologie a biodiverzity (FIEB) ve Španělsku. Zaměřilo se na analýzu fyziologického účinku feomelaninu u zebřiček (Taeniopygia guttata). Samci tohoto druhu, kteří mají peří bohaté na feomelanina v oranžových odstínech, se od samic liší, neboť jim tento pigment chybí.
Během výzkumu vědci dodávali cystein v pitné vodě dospělým ptákům. Někteří samci dostávali zároveň ML349, inhibítor melanokortinového receptoru 1 (MC1R), což znemožnilo syntézu feomelaninu a snížilo charakteristickou oranžovou pigmentaci. Výsledky byly jasné: samci, kteří byli léčeni oběma látkami, vykazovali zvýšené hladiny oxidačního poškození v plazmě ve srovnání s těmi, kteří feomelanina normálně produkovali.
Data z PNAS Nexus ukazují, že samice, které nejsou schopny syntetizovat tento pigment, také projevily tendenci k vyššímu oxidačnímu poškození při podávání pouze cysteinu, ve srovnání s kontrolními samicemi. Takto studie představuje první experimentální důkaz fyziologické role feomelaninu: syntéza tohoto pigmentu přispívá k homeostáze cysteinu, přetvářejíc nadbytek tohoto potenciálně toxického aminokyseliny na inertní sloučeninu, která se ukládá v peří, vlasech a pleti.
Výzkum potvrdil, že blokováním produkce feomelaninu buňky ztrácejí zásadní cestu pro zpracování nadbytku cysteinu, což vede k měřitelnému zvýšení oxidačního poškození. Tento ochranný mechanismus je zvlášť důležitý v situacích, kdy strava nebo určité podmínky zvyšují dostupnost cysteinu, neboť zabraňuje jak jeho škodlivému akumulaci, tak toxickým účinkům s tím spojeným.
Pracovní tým vedený Ismaelem Galvánem se zabýval jednou z hlavních otázek týkajících se přetrvávání genetických variant, které podporují syntézu feomelaninu, i přesto, že zvyšují riziko melanomu. Studie naznačuje, že v určitých environmentálních kontextech tyto polymorfismy nabízejí adaptivní výhody tím, že zajišťují přežití buněk proti nadbytku cysteinu, což by mohlo podporovat jejich udržení jak u lidí, tak u jiných živočišných druhů.
Feomelanina, tedy, představuje příklad toho, jak může evoluce vyvažovat rizika a přínosy. Ačkoli přítomnost tohoto pigmentu zvyšuje zranitelnost k rakovině kůže u jedinců s červenými vlasy a světlou pletí, také poskytuje ochranu před toxickými účinky metabolismu cysteinu. Autoři studie poukazují na to, že budoucí práce by se měly zaměřit na analýzu toho, jak environmentální a dietní faktory ovlivňují metabolismus cysteinu, pigmentaci a riziko melanomu, s cílem vyvinout personalizované strategie prevence a léčby.
Kromě toho výsledky z PNAS Nexus zdůrazňují klíčovou úlohu melanocytů, buněk zodpovědných za syntézu feomelaninu, při kontrole cysteinu. Tímto způsobem přispívají k prevenci oxidačního poškození a udržují buněčnou rovnováhu, aniž by přetěžovaly existující antioxidační mechanismy, což tak posiluje důležitost tohoto pigmentu ve fyziologii zvířat.
Tato výzkumná práce otevírá nové cesty pro pochopení evolučních a medicínských důsledků pigmentace. U ptáků může být přítomnost feomelaninu spojena nejen s barevností a sexuální selekcí, ale také se zvýšenou schopností tolerovat stravy bohaté na cystein, což by mohlo ovlivnit přežití a reprodukční úspěch určitých druhů. U lidí může porozumění tomuto procesu vést k pokroku v léčbě onemocnění spojených s metabolismem cysteinu a k lepšímu posouzení rizik spojených s pigmentací.
Na závěr studie o feomelaninu poskytuje komplexnější pohled na složitost biologických procesů regulujících život a zdraví, ukazujíc, že zdánlivě jednoduché mechanismy, jako je produkce pigmentu, mohou skrývat životně důležité funkce pro organismus.
Pokud jde o zdraví lidí, nálezy přinášejí nový pohled na rovnováhu mezi riziky a přínosy feomelaninu. Ačkoli tento pigment zvyšuje zranitelnost k rakovině kůže u jedinců s červenými vlasy a světlou pletí, současně poskytuje ochranu před toxickými účinky metabolismu cysteinu.
Autoři trvají na tom, že další výzkumy by měly zkoumat, jak environmentální a dietní faktory ovlivňují metabolismus cysteinu, pigmentaci a riziko melanomu, s ohledem na možné personalizované strategie prevence a léčby.
Výsledky z PNAS Nexus podtrhují, že melanocyty, buňky zodpovědné za syntézu feomelaninu, hrají zásadní roli při kontrole cysteinu. Tímto způsobem se vyhýbají oxidačnímu poškození a umožňují udržovat buněčnou rovnováhu bez přetížení již existujících antioxidačních mechanismů, čímž stanovením jedině prokázané fyziologické funkce tohoto pigmentu.
