Pētnieki atklāj molekulāros mehānismus aiz mitohondriju disfunkcijas hroniskas sirds mazspējas gadījumā

Pētnieki atklāj molekulāros mehānismus aiz mitohondriju disfunkcijas hroniskas sirds mazspējas gadījumā

Pētījumi Japānā ir atklājuši dažus molekulāros mehānismus mitohondriju disfunkcijai hroniskas sirds mazspējas gadījumā.

Hroniska sirds mazspēja izraisa šūnu spēkstaciju disfunkciju, daļēji tāpēc, ka pārmērīgi tiek patērēts svarīgs enerģijas ražošanas starpprodukts. Kompensējoši uztura bagātinātāji var izrādīties daudzsološa stratēģija sirds mazspējas ārstēšanai. Rezultātus žurnālā PNAS publicēja Japānas Hokaido universitātes zinātnieki un kolēģi.

Mitohondriji ir mazi organoīdi, kas atrodami gandrīz katrā šūnā un ir atbildīgi par ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu pārvēršanu enerģijā, lai nodrošinātu bioķīmiskas reakcijas. Ir zināms, ka hroniska sirds mazspēja ir saistīta ar mitohondriju disfunkciju, bet kā tas notiek molekulārā līmenī, joprojām lielā mērā nav zināms.

Pētniecības grupa, kurā bija molekulārais biologs Hisataka Sabe (Hokaido universitāte), sirds un asinsvadu medicīnas speciālisti Shingo Takada (Hokaido Universitāte un Hokusho) un Shintaro Kinugawa (Kyushu University) un viņu kolēģi pētīja bioķīmiskos procesus, kas notiek pelēm ar hronisku sirds mazspēju, ķirurģiski bloķējot daļu no viņu sirds asins piegādes. Viņi īpaši pārbaudīja sirds šūnas ārpus mirušo audu robežām.

Viņi atklāja būtisku samazināšanos savienojumā, ko sauc par sukcinil-CoA, kas ir starpnieks šūnas trikarbonskābes ciklā. Šim ciklam, kas notiek mitohondrijās, ir svarīga loma organisko molekulu sadalīšanā, lai atbrīvotu enerģiju.

Turpmākā izpēte atklāja, ka šo sukcinil-CoA līmeņa samazināšanos vismaz daļēji izraisīja tā pārmērīgais patēriņš hēma sintēzei, kas ir būtiska mitohondriju oksidatīvajai fosforilēšanai. Šis pēdējais process ir nepieciešams, lai caur mitohondrijiem pārnestu un sintezētu enerģiju nesošās un uzglabāšanas molekulas.

Savienojuma, ko sauc par 5-aminolevulīnskābi (5-ALA), pievienošana peļu dzeramajam ūdenim tūlīt pēc tam, kad tika pārtraukta asins piegāde daļai sirds, ievērojami uzlabojās viņu sirds darbība, skriešanas veiktspēja un izdzīvošana. Molekulārā līmenī tas uzlaboja sirds muskuļa mitohondriju oksidatīvās fosforilēšanas spēju un, šķiet, atjaunoja to sukcinil-CoA līmeni.

Ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai noskaidrotu citus faktorus, kas saistīti ar mitohondriju sukcinil-CoA līmeņa samazināšanu sirds mazspējas gadījumā. Zinātnieki atklāja pierādījumus tam, ka sukcinil-CoA var tikt uzņemts pārāk daudz mitohondrijās, kuras skārusi sirds mazspēja, lai ketonus sadalītu kā enerģijas avotu. Tomēr ir vajadzīgi vairāk pētījumu, lai saprastu, kāpēc tas varētu notikt un vai starp abiem patiešām ir tieša saikne.

"Mūsu rezultāti veicina izpratni par detalizētām vielmaiņas izmaiņām, kas rodas hroniskas sirds mazspējas gadījumā, un varētu veicināt dabiskākas slimības profilakses un ārstēšanas attīstību," saka komandas locekļi. "Turklāt uztura iejaukšanās kombinācija, kas var izlabot vielmaiņas traucējumus, kas rodas hroniskas sirds mazspējas gadījumā, kā parādīts šajā pētījumā, un pašlaik lietotās terapeitiskās zāles varētu būt ļoti efektīvas šīs slimības ārstēšanā."

Avots:

Hokaido universitāte

Atsauce:

Takada, S. u.c. (2022) Enerģijas metabolisma traucējumi, kuru pamatā ir sukcinil-CoA, hroniskas sirds mazspējas gadījumā. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.