Οι ερευνητές ανακαλύπτουν μοριακούς μηχανισμούς πίσω από τη μιτοχονδριακή δυσλειτουργία στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια

Οι ερευνητές ανακαλύπτουν μοριακούς μηχανισμούς πίσω από τη μιτοχονδριακή δυσλειτουργία στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια

Έρευνα στην Ιαπωνία έχει αποκαλύψει ορισμένους μοριακούς μηχανισμούς μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια.

Η χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια οδηγεί σε δυσλειτουργία των κυψελωτών σταθμών παραγωγής ενέργειας, εν μέρει λόγω της υπερβολικής κατανάλωσης ενός σημαντικού ενδιάμεσου στην παραγωγή ενέργειας. Τα αντισταθμιστικά συμπληρώματα διατροφής μπορεί να αποδειχθούν μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για τη θεραπεία της καρδιακής ανεπάρκειας. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό PNAS από επιστήμονες και συναδέλφους στο Πανεπιστήμιο Hokkaido στην Ιαπωνία.

Τα μιτοχόνδρια είναι μικρά οργανίδια που βρίσκονται σχεδόν σε κάθε κύτταρο και είναι υπεύθυνα για τη μετατροπή των υδατανθράκων, των λιπών και των πρωτεϊνών σε ενέργεια για την τροφοδοσία βιοχημικών αντιδράσεων. Είναι γνωστό ότι η χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια σχετίζεται με μιτοχονδριακή δυσλειτουργία, αλλά το πώς αυτό συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο είναι ακόμα σε μεγάλο βαθμό άγνωστο.

Μια ερευνητική ομάδα αποτελούμενη από τη μοριακή βιολόγο Hisataka Sabe (Πανεπιστήμιο Hokkaido), τους ειδικούς καρδιαγγειακής ιατρικής Shingo Takada (Πανεπιστήμιο Hokkaido και Hokusho) και Shintaro Kinugawa (Πανεπιστήμιο Kyushu) και τους συναδέλφους τους εξέτασαν τις βιοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ποντίκια με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια εμποδίζοντας χειρουργικά την παροχή αίματος στην καρδιά τους. Εξέτασαν ειδικά καρδιακά κύτταρα έξω από τα όρια του νεκρού ιστού.

Βρήκαν σημαντική μείωση σε μια ένωση που ονομάζεται succinyl-CoA, η οποία είναι ενδιάμεσος στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος του κυττάρου. Αυτός ο κύκλος, που συμβαίνει στα μιτοχόνδρια, παίζει σημαντικό ρόλο στη διάσπαση των οργανικών μορίων για την απελευθέρωση ενέργειας.

Περαιτέρω έρευνα αποκάλυψε ότι αυτή η μείωση των επιπέδων succinyl-CoA προκλήθηκε, τουλάχιστον εν μέρει, από την υπερβολική κατανάλωσή του για τη σύνθεση της αίμης, η οποία είναι απαραίτητη για τη μιτοχονδριακή οξειδωτική φωσφορυλίωση. Αυτή η τελευταία διαδικασία απαιτείται για τη μεταφορά και τη σύνθεση μορίων μεταφοράς και αποθήκευσης ενέργειας μέσω των μιτοχονδρίων.

Η προσθήκη μιας ένωσης που ονομάζεται 5-αμινολεβουλινικό οξύ (5-ALA) στο πόσιμο νερό των ποντικών αμέσως μετά τη διακοπή της παροχής αίματος σε μέρος της καρδιάς βελτίωσε σημαντικά τη λειτουργία της καρδιάς, την απόδοση στο τρέξιμο και την επιβίωση. Σε μοριακό επίπεδο, βελτίωσε την ικανότητα οξειδωτικής φωσφορυλίωσης των μιτοχονδρίων του καρδιακού μυός και φάνηκε να αποκαθιστά τα επίπεδά τους succinyl-CoA.

Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την αποσαφήνιση άλλων παραγόντων που εμπλέκονται στη μείωση των επιπέδων του μιτοχονδριακού succinyl-CoA στην καρδιακή ανεπάρκεια. Οι επιστήμονες βρήκαν στοιχεία ότι το succinyl-CoA μπορεί επίσης να ληφθεί πάρα πολύ στα μιτοχόνδρια που επηρεάζονται από καρδιακή ανεπάρκεια προκειμένου να διασπαστούν οι κετόνες ως πηγή ενέργειας. Ωστόσο, χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να καταλάβουμε γιατί μπορεί να συμβαίνει αυτό και αν υπάρχει πράγματι άμεση σύνδεση μεταξύ των δύο.

«Τα αποτελέσματά μας προωθούν την κατανόηση των λεπτομερών μεταβολικών αλλαγών που συμβαίνουν στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια και θα μπορούσαν να συμβάλουν στην ανάπτυξη πιο φυσικής πρόληψης και θεραπείας της νόσου», λένε τα μέλη της ομάδας. «Επιπλέον, ένας συνδυασμός διατροφικών παρεμβάσεων που μπορούν να διορθώσουν τις μεταβολικές διαταραχές που συμβαίνουν στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια -όπως φαίνεται σε αυτή τη μελέτη- και θεραπευτικών φαρμάκων που χρησιμοποιούνται σήμερα θα μπορούσε να είναι πολύ αποτελεσματικός στη θεραπεία αυτής της ασθένειας».

Πηγή:

Πανεπιστήμιο του Χοκάιντο

Αναφορά:

Takada, S., et al. (2022) Διαταραχή του ενεργειακού μεταβολισμού που βασίζεται στο succinyl-CoA σε χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.