Mokslininkai atranda molekulinius mechanizmus, lemiančius mitochondrijų disfunkciją sergant lėtiniu širdies nepakankamumu

Mokslininkai atranda molekulinius mechanizmus, lemiančius mitochondrijų disfunkciją sergant lėtiniu širdies nepakankamumu

Japonijoje atlikti tyrimai atskleidė kai kuriuos molekulinius lėtinio širdies nepakankamumo mitochondrijų disfunkcijos mechanizmus.

Lėtinis širdies nepakankamumas sukelia ląstelių elektrinių disfunkciją, iš dalies dėl per didelio svarbaus tarpinio produkto suvartojimo energijos gamyboje. Kompensuojamasis maisto papildas gali būti perspektyvi širdies nepakankamumo gydymo strategija. Rezultatus žurnale PNAS paskelbė Japonijos Hokaido universiteto mokslininkai ir kolegos.

Mitochondrijos yra mažos organelės, randamos beveik kiekvienoje ląstelėje ir yra atsakingos už angliavandenių, riebalų ir baltymų pavertimą energija, kad būtų galima vykdyti biochemines reakcijas. Yra žinoma, kad lėtinis širdies nepakankamumas yra susijęs su mitochondrijų disfunkcija, tačiau kaip tai vyksta molekuliniu lygmeniu, vis dar iš esmės nežinoma.

Mokslininkų komanda, kurią sudarė molekulinis biologas Hisataka Sabe (Hokkaido universitetas), širdies ir kraujagyslių medicinos specialistai Shingo Takada (Hokkaido universitetas ir Hokusho) ir Shintaro Kinugawa (Kyushu universitetas) ir jų kolegos tyrė biocheminius procesus, vykstančius pelėms, sergančioms lėtiniu širdies nepakankamumu, chirurginiu būdu blokuojančių kraujo tiekimą į jos širdį. Jie specialiai ištyrė širdies ląsteles už negyvų audinių ribų.

Jie nustatė, kad žymiai sumažėjo junginio, vadinamo sukcinil-CoA, kuris yra ląstelės trikarboksirūgšties ciklo tarpininkas. Šis ciklas, vykstantis mitochondrijose, atlieka svarbų vaidmenį skaidant organines molekules, kad išsiskirtų energija.

Tolesnis tyrimas atskleidė, kad šį sukcinil-CoA lygio sumažėjimą bent iš dalies lėmė per didelis jo vartojimas hemo, kuris yra būtinas mitochondrijų oksidaciniam fosforilinimui, sintezei. Pastarasis procesas reikalingas energiją pernešančioms ir kaupiančioms molekulėms per mitochondrijas perkelti ir sintetinti.

Į pelių geriamąjį vandenį pridėjus junginio, vadinamo 5-aminolevulino rūgštimi (5-ALA), iškart po to, kai buvo nutrauktas kraujo tiekimas į dalį širdies, jų širdies veikla, bėgimo našumas ir išgyvenamumas žymiai pagerėjo. Molekuliniu lygmeniu jis pagerino širdies raumens mitochondrijų oksidacinį fosforilinimo pajėgumą ir, atrodo, atkūrė sukcinil-CoA lygį.

Reikia atlikti tolesnius tyrimus, siekiant išsiaiškinti kitus veiksnius, susijusius su mitochondrijų sukcinilo-CoA kiekio mažinimu širdies nepakankamumu. Mokslininkai rado įrodymų, kad sukcinil-CoA taip pat gali būti per daug širdies nepakankamumo paveiktose mitochondrijose, kad ketonai būtų skaidomi kaip energijos šaltinis. Tačiau reikia daugiau tyrimų, kad suprastume, kodėl taip gali nutikti ir ar tikrai yra tiesioginis ryšys tarp šių dviejų.

„Mūsų rezultatai padeda suprasti išsamius metabolinius pokyčius, atsirandančius sergant lėtiniu širdies nepakankamumu, ir gali prisidėti prie natūralesnės ligos prevencijos ir gydymo“, – sako komandos nariai. „Be to, mitybos intervencijų, kurios gali ištaisyti medžiagų apykaitos sutrikimus, atsirandančius sergant lėtiniu širdies nepakankamumu, derinys – kaip parodyta šiame tyrime – ir šiuo metu vartojamų terapinių vaistų derinys gali būti labai veiksmingas gydant šią ligą.

Šaltinis:

Hokaido universitetas

Nuoroda:

Takada, S. ir kt. (2022) Succinyl-CoA pagrįstas energijos apykaitos sutrikimas sergant lėtiniu širdies nepakankamumu. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.