Istraživači otkrivaju molekularne mehanizme iza mitohondrijske disfunkcije kod kroničnog zatajenja srca

Istraživači otkrivaju molekularne mehanizme iza mitohondrijske disfunkcije kod kroničnog zatajenja srca

Istraživanja u Japanu otkrila su neke molekularne mehanizme mitohondrijske disfunkcije kod kroničnog zatajenja srca.

Kronično zatajenje srca dovodi do disfunkcije staničnih elektrana, dijelom zbog prekomjerne potrošnje važnog međuprodukta u proizvodnji energije. Kompenzacijski dodaci prehrani mogu se pokazati obećavajućom strategijom za liječenje zatajenja srca. Rezultate su u časopisu PNAS objavili znanstvenici i kolege sa Sveučilišta Hokkaido u Japanu.

Mitohondriji su male organele koje se nalaze u gotovo svakoj stanici i odgovorne su za pretvaranje ugljikohidrata, masti i proteina u energiju za pokretanje biokemijskih reakcija. Poznato je da je kronično zatajenje srca povezano s mitohondrijskom disfunkcijom, no kako se to događa na molekularnoj razini još uvijek je uglavnom nepoznato.

Istraživački tim koji se sastoji od molekularnog biologa Hisataka Sabe (Sveučilište Hokkaido), specijalista kardiovaskularne medicine Shingo Takada (Sveučilište Hokkaido i Hokusho) i Shintaro Kinugawa (Sveučilište Kyushu) i njihovi kolege ispitivali su biokemijske procese koji se odvijaju kod miševa s kroničnim zatajenjem srca kirurškim blokiranjem dijela dotoka krvi u njihova srca. Posebno su ispitivali stanice srca izvan granica mrtvog tkiva.

Pronašli su značajno smanjenje spoja zvanog sukcinil-CoA, koji je posrednik u staničnom ciklusu trikarboksilne kiseline. Ovaj ciklus, koji se događa u mitohondrijima, igra važnu ulogu u razgradnji organskih molekula radi oslobađanja energije.

Daljnja istraživanja otkrila su da je ovo smanjenje razine sukcinil-CoA uzrokovano, barem djelomično, njegovom pretjeranom potrošnjom za sintezu hema, koji je neophodan za oksidativnu fosforilaciju mitohondrija. Ovaj potonji proces potreban je za prijenos i sintetiziranje molekula koje prenose i skladište energiju kroz mitohondrije.

Dodavanje spoja zvanog 5-aminolevulinska kiselina (5-ALA) u vodu za piće miševa odmah nakon prekida dovoda krvi u dio srca značajno je poboljšalo njihovu srčanu funkciju, trčanje i preživljavanje. Na molekularnoj razini, poboljšao je kapacitet oksidativne fosforilacije mitohondrija srčanog mišića i čini se da je obnovio njihove razine sukcinil-CoA.

Potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razjasnili drugi čimbenici uključeni u smanjenje mitohondrijske razine sukcinil-CoA kod zatajenja srca. Znanstvenici su pronašli dokaze da se sukcinil-CoA također može previše unijeti u mitohondrije zahvaćene zatajenjem srca kako bi se razgradili ketoni kao izvor energije. Međutim, potrebno je više istraživanja kako bi se shvatilo zašto se to događa i postoji li doista izravna veza između to dvoje.

"Naši rezultati unapređuju razumijevanje detaljnih metaboličkih promjena koje se događaju kod kroničnog zatajenja srca i mogli bi pridonijeti razvoju prirodnije prevencije i liječenja bolesti", kažu članovi tima. "Osim toga, kombinacija prehrambenih intervencija koje mogu ispraviti metaboličke poremećaje koji se javljaju kod kroničnog zatajenja srca - kao što je prikazano u ovoj studiji - i trenutno korištenih terapijskih lijekova mogla bi biti vrlo učinkovita u liječenju ove bolesti."

Izvor:

Sveučilište Hokkaido

Referenca:

Takada, S. i sur. (2022) Poremećaj energetskog metabolizma na temelju sukcinil-CoA kod kroničnog zatajenja srca. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.