A kutatók molekuláris mechanizmusokat fedeznek fel a krónikus szívelégtelenség mitokondriális diszfunkciója mögött

A kutatók molekuláris mechanizmusokat fedeznek fel a krónikus szívelégtelenség mitokondriális diszfunkciója mögött

A japán kutatások feltárták a krónikus szívelégtelenségben előforduló mitokondriális diszfunkció néhány molekuláris mechanizmusát.

A krónikus szívelégtelenség a sejtes erőművek működési zavarához vezet, részben az energiatermelés egyik fontos köztes termékének túlzott fogyasztása miatt. A kompenzációs táplálék-kiegészítés ígéretes stratégiának bizonyulhat a szívelégtelenség kezelésében. Az eredményeket a japán Hokkaido Egyetem tudósai és munkatársai a PNAS folyóiratban tették közzé.

A mitokondriumok szinte minden sejtben megtalálható kisméretű organellumok, amelyek felelősek a szénhidrátok, zsírok és fehérjék energiává alakításáért a biokémiai reakciók végrehajtása érdekében. Ismeretes, hogy a krónikus szívelégtelenség mitokondriális diszfunkcióhoz kapcsolódik, de hogy ez molekuláris szinten hogyan történik, még mindig nagyrészt ismeretlen.

Hisataka Sabe molekuláris biológus (Hokkaido Egyetem), Shingo Takada (Hokkaido Egyetem és Hokusho) és Shintaro Kinugawa (Kyushu Egyetem) és kollégáikból álló kutatócsoport a krónikus szívelégtelenségben szenvedő egerekben végbemenő biokémiai folyamatokat vizsgálta szívük vérellátásának egy részének sebészi blokkolásával. Kifejezetten szívsejteket vizsgáltak az elhalt szövet határain kívül.

Azt találták, hogy jelentős mértékben csökken a szukcinil-CoA nevű vegyület, amely a sejt trikarbonsavciklusának közvetítője. Ez a ciklus, amely a mitokondriumokban megy végbe, fontos szerepet játszik a szerves molekulák lebontásában, hogy energia szabaduljon fel.

A további vizsgálatok kimutatták, hogy a szukcinil-CoA szintjének ezt a csökkenését, legalábbis részben, a hem szintéziséhez való túlzott fogyasztása okozta, amely elengedhetetlen a mitokondriális oxidatív foszforilációhoz. Ez utóbbi folyamat szükséges az energiahordozó és -tároló molekulák mitokondriumokon keresztül történő átviteléhez és szintetizálásához.

Az 5-aminolevulinsav (5-ALA) nevű vegyület hozzáadása az egerek ivóvizéhez közvetlenül a szív egy részének vérellátásának megszakítása után jelentősen javította szívműködésüket, futási teljesítményüket és túlélésüket. Molekuláris szinten javította a szívizom mitokondriumainak oxidatív foszforilációs képességét, és úgy tűnt, hogy helyreállítja a szukcinil-CoA szintjét.

További kutatásokra van szükség a szívelégtelenségben a mitokondriális szukcinil-CoA szintjének csökkentésében szerepet játszó egyéb tényezők tisztázására. A tudósok bizonyítékot találtak arra, hogy a szukcinil-CoA a szívelégtelenségben szenvedő mitokondriumokban is túl sok bevihető a ketonok energiaforrásként való lebontása érdekében. Azonban további kutatásra van szükség annak megértéséhez, hogy ez miért történik, és hogy valóban van-e közvetlen kapcsolat a kettő között.

„Eredményeink elősegítik a krónikus szívelégtelenségben fellépő részletes metabolikus változások megértését, és hozzájárulhatnak a betegség természetesebb megelőzésének és kezelésének kidolgozásához” – mondják a csapat tagjai. "Ezen túlmenően a krónikus szívelégtelenségben fellépő anyagcserezavarokat korrigáló táplálkozási beavatkozások – amint az ebben a tanulmányban is látható - és a jelenleg alkalmazott terápiás gyógyszerek kombinációja nagyon hatékony lehet ennek a betegségnek a kezelésében."

Forrás:

Hokkaido Egyetem

Referencia:

Takada, S. és mtsai. (2022) Succinyl-CoA-alapú energia-anyagcsere-zavar krónikus szívelégtelenségben. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.