Teadlased avastavad kroonilise südamepuudulikkuse korral mitokondriaalse düsfunktsiooni taga olevad molekulaarsed mehhanismid

Teadlased avastavad kroonilise südamepuudulikkuse korral mitokondriaalse düsfunktsiooni taga olevad molekulaarsed mehhanismid

Jaapanis tehtud uuringud on avastanud mõned kroonilise südamepuudulikkuse mitokondriaalse düsfunktsiooni molekulaarsed mehhanismid.

Krooniline südamepuudulikkus põhjustab rakuliste elektrijaamade talitlushäireid, osaliselt energiatootmise olulise vaheaine liigse tarbimise tõttu. Kompenseeriv toidulisand võib osutuda paljulubavaks strateegiaks südamepuudulikkuse ravis. Tulemused avaldasid Jaapani Hokkaido ülikooli teadlased ja kolleegid ajakirjas PNAS.

Mitokondrid on väikesed organellid, mida leidub peaaegu igas rakus ja mis vastutavad süsivesikute, rasvade ja valkude muutmise eest energiaks, et käivitada biokeemilised reaktsioonid. On teada, et krooniline südamepuudulikkus on seotud mitokondriaalse düsfunktsiooniga, kuid kuidas see molekulaarsel tasandil toimub, on siiani suuresti teadmata.

Uurimisrühm, kuhu kuulusid molekulaarbioloog Hisataka Sabe (Hokkaido ülikool), kardiovaskulaarmeditsiini spetsialistid Shingo Takada (Hokkaido ülikool ja Hokusho ülikool) ja Shintaro Kinugawa (Kyushu ülikool) ning nende kolleegid uurisid kroonilise südamepuudulikkusega hiirtel esinevaid biokeemilisi protsesse, blokeerides kirurgiliselt osa nende südame verevarustusest. Nad uurisid konkreetselt südamerakke väljaspool surnud koe piire.

Nad leidsid, et ühend nimega suktsinüül-CoA, mis on raku trikarboksüülhappe tsükli vahelüli, väheneb oluliselt. See tsükkel, mis toimub mitokondrites, mängib olulist rolli orgaaniliste molekulide lõhustamisel energia vabastamiseks.

Edasine uurimine näitas, et selle suktsinüül-CoA taseme languse põhjustas vähemalt osaliselt selle liigne tarbimine heemi sünteesiks, mis on oluline mitokondriaalse oksüdatiivse fosforüülimise jaoks. See viimane protsess on vajalik energiat kandvate ja salvestavate molekulide ülekandmiseks ja sünteesimiseks mitokondrite kaudu.

5-aminolevuliinhappe (5-ALA) nimelise ühendi lisamine hiirte joogivette kohe pärast südame osa verevarustuse katkestamist parandas oluliselt nende südamefunktsiooni, jooksuvõimet ja ellujäämist. Molekulaarsel tasemel parandas see südamelihase mitokondrite oksüdatiivset fosforüülimise võimet ja näis taastavat nende suktsinüül-CoA taseme.

Täiendavaid uuringuid on vaja, et selgitada teisi tegureid, mis on seotud südamepuudulikkuse mitokondriaalse suktsinüül-CoA taseme vähendamisega. Teadlased leidsid tõendeid selle kohta, et suktsinüül-CoA-d võib ketoonide kui energiaallika lagundamiseks ka südamepuudulikkusest mõjutatud mitokondrites liiga palju võtta. Siiski on vaja rohkem uuringuid, et mõista, miks see võib juhtuda ja kas nende kahe vahel on tõesti otsene seos.

"Meie tulemused aitavad mõista kroonilise südamepuudulikkuse korral esinevaid üksikasjalikke metaboolseid muutusi ja võivad aidata kaasa haiguse loomulikuma ennetamise ja ravi väljatöötamisele," ütlevad meeskonnaliikmed. "Lisaks võib selle haiguse ravimisel olla väga tõhus toitumisalaste sekkumiste kombinatsioon, mis võib parandada kroonilise südamepuudulikkuse korral esinevaid metaboolseid häireid - nagu on näidatud käesolevas uuringus - ja praegu kasutatavate terapeutiliste ravimite kombinatsioon."

Allikas:

Hokkaido ülikool

Viide:

Takada, S. et al. (2022) Succinyl-CoA-põhine energia metabolismi häire kroonilise südamepuudulikkuse korral. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.