Naukowcy odkrywają mechanizmy molekularne stojące za dysfunkcją mitochondriów w przewlekłej niewydolności serca

Naukowcy odkrywają mechanizmy molekularne stojące za dysfunkcją mitochondriów w przewlekłej niewydolności serca

Badania przeprowadzone w Japonii odkryły pewne molekularne mechanizmy dysfunkcji mitochondriów w przewlekłej niewydolności serca.

Przewlekła niewydolność serca prowadzi do dysfunkcji elektrowni komórkowych, częściowo z powodu nadmiernego zużycia ważnego półproduktu w produkcji energii. Kompensacyjna suplementacja diety może okazać się obiecującą strategią leczenia niewydolności serca. Wyniki opublikowali w czasopiśmie PNAS naukowcy i współpracownicy z Uniwersytetu Hokkaido w Japonii.

Mitochondria to małe organelle znajdujące się w prawie każdej komórce i odpowiedzialne za przekształcanie węglowodanów, tłuszczów i białek w energię niezbędną do napędzania reakcji biochemicznych. Wiadomo, że przewlekła niewydolność serca jest powiązana z dysfunkcją mitochondriów, ale sposób, w jaki to się dzieje na poziomie molekularnym, jest nadal w dużej mierze nieznany.

Zespół badawczy składający się z biologa molekularnego Hisataki Sabe (Uniwersytet Hokkaido), specjalistów medycyny sercowo-naczyniowej Shingo Takada (Uniwersytet Hokkaido i Hokusho) i Shintaro Kinugawa (Uniwersytet Kyushu) oraz ich współpracowników zbadał procesy biochemiczne zachodzące u myszy z przewlekłą niewydolnością serca poprzez chirurgiczne zablokowanie części dopływu krwi do ich serc. W szczególności zbadali komórki serca poza granicami martwej tkanki.

Odkryli znaczną redukcję związku zwanego sukcynylo-CoA, który jest pośrednikiem w komórkowym cyklu kwasów trikarboksylowych. Cykl ten, zachodzący w mitochondriach, odgrywa ważną rolę w rozkładaniu cząsteczek organicznych w celu uwolnienia energii.

Dalsze badania wykazały, że to zmniejszenie poziomu sukcynylo-CoA było spowodowane, przynajmniej częściowo, jego nadmiernym zużyciem do syntezy hemu, który jest niezbędny do mitochondrialnej fosforylacji oksydacyjnej. Ten ostatni proces jest wymagany do przenoszenia i syntezy cząsteczek przenoszących i magazynujących energię przez mitochondria.

Dodanie związku zwanego kwasem 5-aminolewulinowym (5-ALA) do wody pitnej myszy natychmiast po odcięciu dopływu krwi do części serca znacząco poprawiło ich pracę, wydolność biegową i przeżycie. Na poziomie molekularnym poprawia zdolność fosforylacji oksydacyjnej mitochondriów mięśnia sercowego i wydaje się, że przywraca w nich poziom sukcynylo-CoA.

Konieczne są dalsze badania w celu wyjaśnienia innych czynników wpływających na zmniejszenie poziomu mitochondrialnego sukcynylo-CoA w niewydolności serca. Naukowcy znaleźli dowody na to, że sukcynylo-CoA może być również wchłaniany w zbyt dużych ilościach przez mitochondria dotknięte niewydolnością serca, aby rozbić ketony będące źródłem energii. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje i czy rzeczywiście istnieje między nimi bezpośredni związek.

„Nasze wyniki pogłębiają wiedzę na temat szczegółowych zmian metabolicznych zachodzących w przewlekłej niewydolności serca i mogą przyczynić się do opracowania bardziej naturalnych metod zapobiegania i leczenia tej choroby” – twierdzą członkowie zespołu. „Ponadto połączenie interwencji żywieniowych, które mogą skorygować zaburzenia metaboliczne występujące w przewlekłej niewydolności serca – jak wykazano w tym badaniu – z obecnie stosowanymi lekami terapeutycznymi może być bardzo skuteczne w leczeniu tej choroby”.

Źródło:

Uniwersytet Hokkaido

Odniesienie:

Takada, S. i in. (2022) Zaburzenie metabolizmu energetycznego na bazie sukcynylo-CoA w przewlekłej niewydolności serca. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.