Metalothionein a jeho role v detoxikaci těžkých kovů a predispozici k chorobám

RAUDENSKÁ, Martina, Kristýna ŠMERKOVÁ, Veronika TANHÄUSEROVÁ, Jaromír GUMULEC, Marián HLAVNA, Markéta SZTALMACHOVÁ, Lukáš PÁCAL, Petr BABULA, Vojtěch ADAM, Tomáš ECKSCHLAGER, René KIZEK and Michal MASAŘÍK. Metalothionein a jeho role v detoxikaci těžkých kovů a predispozici k chorobám (Metallothionein and its role in detoxification of heavy metals and predisposition to diseases). Praktický lékař. Praha: ČLS J. Ev. Purkyně, 2012, 92/6, No 6, p. 322-326. ISSN 0032-6739.

Basic information

• Original name: Metalothionein a jeho role v detoxikaci těžkých kovů a predispozici k chorobám
• Name (in English): Metallothionein and its role in detoxification of heavy metals and predisposition to diseases
• Authors: RAUDENSKÁ, Martina (203 Czech Republic, belonging to the institution), Kristýna ŠMERKOVÁ (203 Czech Republic), Veronika TANHÄUSEROVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jaromír GUMULEC (203 Czech Republic, belonging to the institution), Marián HLAVNA (703 Slovakia, belonging to the institution), Markéta SZTALMACHOVÁ (203 Czech Republic), Lukáš PÁCAL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Petr BABULA (203 Czech Republic), Vojtěch ADAM (203 Czech Republic), Tomáš ECKSCHLAGER (203 Czech Republic), René KIZEK (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Michal MASAŘÍK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
• Edition: Praktický lékař, Praha, ČLS J. Ev. Purkyně, 2012, 0032-6739.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 30200 3.2 Clinical medicine
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14110/12:00061305
• Organization unit: Faculty of Medicine
• Keywords in English: heavy metals; metallothionein; polymorphisms; detoxification; metabolism; cancer; SNP

Abstract

Těžké kovy vyskytující se v životním prostředí mají nezanedbatelný vliv na lidské zdraví. Díky jejich schopnosti kumulace v rostlinných a následně živočišných tkáních se stávají součástí potravního řetězce. Nejzávažnějším účinkem těžkých kovů v toxické koncentraci je to, že fungují jako enzymatické jedy a zasahují najednou do mnoha buněčných a metabolických procesů. Je známo, že mezi jednotlivými živočišnými druhy i jedinci téhož druhu existuje značná variabilita v účinku těžkých kovů. Jednou z příčin vnitrodruhové variability může být rozdílná míra exprese a funkčnosti kov-vázajících peptidů (metalothioneinů, glutathionu), které pomáhají při detoxikaci organizmu. V některých případech je změna exprese či funkce způsobená přítomností jednonukleotidových polymorfizmů (SNP). Pakliže se organizmus nedokáže patřičně vyrovnat s negativními účinky těžkých kovů, může docházet k zvýšené incidenci různých chorob. Hladina exprese metalothioneinů (MT) a polymorfizmy v MT sekvenci byly v mnoha studiích dány do souvislosti s rizikem vzniku různých onemocnění a množstvím těžkých kovů ve tkáních. S polymorfizmy v genech pro metalothionein již bylo asociováno riziko vzniku diabetu 2. typu, kardiovaskulárních nemocí a aterosklerózy. Některé polymorfizmy též souvisely s vyšší hladinou kadmia a olova v krvi a ledvinách a nedostatkem zinku a mědi v organizmu. Nadměrná exprese MT může však vést k ochraně buněk, které by za správných okolností měly podlehnout apoptóze. Zvýšená exprese metalothioneinu byla pozorována u buněk rakoviny prsu, střev a žaludku, močového měchýře, prostaty, hlavy a krku.

Abstract (in English)

Heavy metals, including both essential and toxic heavy metals, are a major category of globally distributed environmental pollutants that negatively affect human health. Heavy metals have an ability to accumulate in the various tissues and become a part of the food chain. The most serious impact of toxic heavy metals is based on their interactions with many different enzymes and subsequently with many cellular processes. The significant variability between individual animal species and the considerable intra-species variability in heavy metal toxicity is well known. Different expression and function (sometimes caused by SNP) of metal binding proteins such as metallothioneins or glutathione, which are useful at detoxification, may represent one of the reasons for inter- and intra-species variability. If the organism is not able to deal with the negative effects of heavy metals, a higher incidence of many diseases can occur. According to the various studies, the level of metallothionein (MT) expression and some SNPs in the MT sequence were related to the risk of the genesis of different diseases and to the levels of heavy metals in various tissues. Recently, a significant relationship between SNP in the MT gene, diabetes type 2, cardiovascular diseases, and atherosclerosis has been identified. Some SNPs were responsible for higher levels of cadmium and lead in blood and kidneys, whereas zinc and copper levels were significantly decreased. The over-expression of MT can lead to the protection of cells, which should undergo apoptosis. The over-expression of MT has been observed in breast cancer, intestine and stomach cancer, bladder cancer, prostate cancer, as well as in head and neck cancer cells.