Изследователите откриват молекулярни механизми зад митохондриалната дисфункция при хронична сърдечна недостатъчност

Изследователите откриват молекулярни механизми зад митохондриалната дисфункция при хронична сърдечна недостатъчност

Изследвания в Япония разкриха някои молекулярни механизми на митохондриална дисфункция при хронична сърдечна недостатъчност.

Хроничната сърдечна недостатъчност води до дисфункция на клетъчните електроцентрали, отчасти поради прекомерната консумация на важен междинен продукт в производството на енергия. Компенсаторните хранителни добавки може да се окажат обещаваща стратегия за лечение на сърдечна недостатъчност. Резултатите са публикувани в списанието PNAS от учени и колеги от университета Хокайдо в Япония.

Митохондриите са малки органели, които се намират в почти всяка клетка и са отговорни за превръщането на въглехидрати, мазнини и протеини в енергия за захранване на биохимични реакции. Известно е, че хроничната сърдечна недостатъчност е свързана с митохондриална дисфункция, но как това се случва на молекулярно ниво все още е до голяма степен неизвестно.

Изследователски екип, състоящ се от молекулярен биолог Хисатака Сабе (Университет Хокайдо), специалисти по сърдечно-съдова медицина Шинго Такада (Университет Хокайдо и Хокушо) и Шинтаро Кинугава (Университет Кюшу) и техните колеги изследваха биохимичните процеси, които се случват при мишки с хронична сърдечна недостатъчност чрез хирургично блокиране на част от кръвоснабдяването на сърцата им. Те специално изследваха сърдечни клетки извън границите на мъртва тъкан.

Те откриха значително намаляване на съединение, наречено сукцинил-КоА, което е посредник в цикъла на трикарбоксилната киселина на клетката. Този цикъл, който се случва в митохондриите, играе важна роля в разграждането на органичните молекули за освобождаване на енергия.

По-нататъшно изследване разкри, че това намаляване на нивата на сукцинил-CoA е причинено, поне отчасти, от прекомерната му консумация за синтеза на хема, който е от съществено значение за митохондриалното окислително фосфорилиране. Този последен процес е необходим за прехвърляне и синтезиране на пренасящи и съхраняващи енергия молекули през митохондриите.

Добавянето на съединение, наречено 5-аминолевулинова киселина (5-ALA) към питейната вода на мишки веднага след прекъсване на кръвоснабдяването на част от сърцето, значително подобрява сърдечната им функция, представянето при бягане и оцеляването. На молекулярно ниво той подобрява капацитета за окислително фосфорилиране на митохондриите на сърдечния мускул и изглежда възстановява техните нива на сукцинил-КоА.

Необходими са допълнителни изследвания за изясняване на други фактори, участващи в намаляването на митохондриалните нива на сукцинил-КоА при сърдечна недостатъчност. Учените са открили доказателства, че сукцинил-КоА може да се приема твърде много в митохондриите, засегнати от сърдечна недостатъчност, за да се разграждат кетоните като източник на енергия. Необходими са обаче повече изследвания, за да се разбере защо това може да се случва и дали наистина има пряка връзка между двете.

„Нашите резултати подобряват разбирането на подробните метаболитни промени, които се случват при хронична сърдечна недостатъчност и биха могли да допринесат за развитието на по-естествена превенция и лечение на заболяването“, казват членовете на екипа. „В допълнение, комбинация от хранителни интервенции, които могат да коригират метаболитните смущения, възникващи при хронична сърдечна недостатъчност – както е показано в това проучване – и използваните в момента терапевтични лекарства може да бъде много ефективна при лечението на това заболяване.“

източник:

Университет Хокайдо

Справка:

Takada, S., et al. (2022) Базирано на сукцинил-CoA разстройство на енергийния метаболизъм при хронична сърдечна недостатъчност. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.