Vědci objevují molekulární mechanismy za mitochondriální dysfunkcí při chronickém srdečním selhání

Vědci objevují molekulární mechanismy za mitochondriální dysfunkcí při chronickém srdečním selhání

Výzkum v Japonsku odhalil některé molekulární mechanismy mitochondriální dysfunkce u chronického srdečního selhání.

Chronické srdeční selhání vede k dysfunkci buněčných elektráren, částečně kvůli nadměrné spotřebě důležitého meziproduktu při výrobě energie. Kompenzační nutriční suplementace se může ukázat jako slibná strategie léčby srdečního selhání. Výsledky zveřejnili v časopise PNAS vědci a kolegové z univerzity Hokkaido v Japonsku.

Mitochondrie jsou malé organely, které se nacházejí téměř v každé buňce a jsou zodpovědné za přeměnu sacharidů, tuků a bílkovin na energii pro biochemické reakce. Je známo, že chronické srdeční selhání je spojeno s mitochondriální dysfunkcí, ale jak k tomu dochází na molekulární úrovni, je stále do značné míry neznámé.

Výzkumný tým složený z molekulárního biologa Hisataka Sabe (Hokkaido University), specialistů na kardiovaskulární medicínu Shingo Takada (Hokkaido University a Hokusho) a Shintaro Kinugawa (Kyushu University) a jejich kolegů zkoumal biochemické procesy, které se vyskytují u myší s chronickým srdečním selháním tím, že chirurgicky blokují část přívodu krve do jejich srdce. Specificky zkoumali srdeční buňky mimo hranice mrtvé tkáně.

Zjistili významné snížení sloučeniny zvané sukcinyl-CoA, která je prostředníkem v buněčném cyklu trikarboxylových kyselin. Tento cyklus, který se vyskytuje v mitochondriích, hraje důležitou roli při rozkladu organických molekul za účelem uvolnění energie.

Další výzkum odhalil, že toto snížení hladin sukcinyl-CoA bylo způsobeno, alespoň částečně, jeho nadměrnou spotřebou pro syntézu hemu, který je nezbytný pro mitochondriální oxidativní fosforylaci. Tento druhý proces je nutný k přenosu a syntéze molekul přenášejících a uchovávajících energii přes mitochondrie.

Přidání sloučeniny zvané kyselina 5-aminolevulová (5-ALA) do pitné vody myší ihned po přerušení přívodu krve do části srdce významně zlepšilo jejich srdeční funkci, běžecký výkon a přežití. Na molekulární úrovni zlepšil oxidativní fosforylační kapacitu mitochondrií srdečního svalu a zdá se, že obnovil jejich hladiny sukcinyl-CoA.

Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se objasnily další faktory podílející se na snižování hladin mitochondriálního sukcinyl-CoA při srdečním selhání. Vědci našli důkazy, že sukcinyl-CoA může být také přijímáno příliš mnoho v mitochondriích postižených srdečním selháním, aby rozložil ketony jako zdroj energie. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili, proč se to může dít a zda mezi nimi skutečně existuje přímá souvislost.

„Naše výsledky posouvají pochopení podrobných metabolických změn, ke kterým dochází při chronickém srdečním selhání, a mohly by přispět k rozvoji přirozenější prevence a léčby tohoto onemocnění,“ říkají členové týmu. "Kromě toho kombinace nutričních intervencí, které mohou korigovat metabolické poruchy, které se vyskytují při chronickém srdečním selhání - jak je ukázáno v této studii - a v současné době používané terapeutické léky, by mohla být velmi účinná při léčbě tohoto onemocnění."

Zdroj:

Univerzita Hokkaido

Odkaz:

Takada, S., a kol. (2022) Porucha energetického metabolismu na bázi sukcinyl-CoA u chronického srdečního selhání. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.