Forskere oppdager molekylære mekanismer bak mitokondriell dysfunksjon ved kronisk hjertesvikt

Forskere oppdager molekylære mekanismer bak mitokondriell dysfunksjon ved kronisk hjertesvikt

Forskning i Japan har avdekket noen molekylære mekanismer for mitokondriell dysfunksjon ved kronisk hjertesvikt.

Kronisk hjertesvikt fører til dysfunksjon av cellulære kraftverk, delvis på grunn av overdreven forbruk av et viktig mellomprodukt i energiproduksjonen. Kompenserende kosttilskudd kan vise seg å være en lovende strategi for behandling av hjertesvikt. Resultatene ble publisert i tidsskriftet PNAS av forskere og kolleger ved Hokkaido University i Japan.

Mitokondrier er små organeller som finnes i nesten alle celler og er ansvarlige for å omdanne karbohydrater, fett og proteiner til energi for å drive biokjemiske reaksjoner. Det er kjent at kronisk hjertesvikt er assosiert med mitokondriell dysfunksjon, men hvordan dette skjer på molekylært nivå er fortsatt stort sett ukjent.

Et forskerteam bestående av molekylærbiolog Hisataka Sabe (Hokkaido-universitetet), kardiovaskulærmedisinspesialister Shingo Takada (Hokkaido-universitetet og Hokusho) og Shintaro Kinugawa (Kyushu-universitetet) og deres kolleger undersøkte de biokjemiske prosessene som oppstår hos mus med kronisk hjertesvikt ved å kirurgisk blokkere deres del av blodet til blodet. De undersøkte spesielt hjerteceller utenfor rammen av dødt vev.

De fant en betydelig reduksjon i en forbindelse kalt succinyl-CoA, som er et mellomledd i cellens trikarboksylsyresyklus. Denne syklusen, som skjer i mitokondriene, spiller en viktig rolle i å bryte ned organiske molekyler for å frigjøre energi.

Ytterligere undersøkelser avslørte at denne reduksjonen i succinyl-CoA-nivåer var forårsaket, i det minste delvis, av dets overdrevne forbruk for syntesen av hem, som er avgjørende for mitokondriell oksidativ fosforylering. Denne sistnevnte prosessen er nødvendig for å overføre og syntetisere energibærende og lagringsmolekyler gjennom mitokondrier.

Tilsetning av en forbindelse kalt 5-aminolevulinsyre (5-ALA) til musenes drikkevann umiddelbart etter at blodtilførselen til en del av hjertet ble kuttet, forbedret deres hjertefunksjon, løpeevne og overlevelse betydelig. På molekylært nivå forbedret det den oksidative fosforyleringskapasiteten til hjertemuskelmitokondrier og så ut til å gjenopprette succinyl-CoA-nivåene deres.

Ytterligere forskning er nødvendig for å avklare andre faktorer som er involvert i å redusere mitokondrielle succinyl-CoA-nivåer ved hjertesvikt. Forskerne fant bevis på at succinyl-CoA også kan tas inn for mye i mitokondrier påvirket av hjertesvikt for å bryte ned ketoner som energikilde. Mer forskning er imidlertid nødvendig for å forstå hvorfor dette kan skje og om det virkelig er en direkte sammenheng mellom de to.

"Våre resultater fremmer forståelsen av de detaljerte metabolske endringene som oppstår ved kronisk hjertesvikt og kan bidra til utviklingen av mer naturlig forebygging og behandling av sykdommen," sier teammedlemmene. "I tillegg kan en kombinasjon av ernæringsmessige intervensjoner som kan korrigere metabolske forstyrrelser som oppstår ved kronisk hjertesvikt - som vist i denne studien - og for tiden brukte terapeutiske medisiner være svært effektive i behandling av denne sykdommen."

Kilde:

Hokkaido universitet

Referanse:

Takada, S., et al. (2022) Succinyl-CoA-basert energimetabolismeforstyrrelse ved kronisk hjertesvikt. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.