Výskumníci objavujú molekulárne mechanizmy za mitochondriálnou dysfunkciou pri chronickom zlyhaní srdca

Výskumníci objavujú molekulárne mechanizmy za mitochondriálnou dysfunkciou pri chronickom zlyhaní srdca

Výskum v Japonsku odhalil niektoré molekulárne mechanizmy mitochondriálnej dysfunkcie pri chronickom zlyhaní srdca.

Chronické srdcové zlyhanie vedie k dysfunkcii bunkových elektrární, čiastočne v dôsledku nadmernej spotreby dôležitého medziproduktu pri výrobe energie. Kompenzačné doplnky výživy sa môžu ukázať ako sľubná stratégia liečby srdcového zlyhania. Výsledky zverejnili v časopise PNAS vedci a kolegovia z univerzity Hokkaido v Japonsku.

Mitochondrie sú malé organely, ktoré sa nachádzajú takmer v každej bunke a sú zodpovedné za premenu uhľohydrátov, tukov a bielkovín na energiu pre biochemické reakcie. Je známe, že chronické srdcové zlyhanie je spojené s mitochondriálnou dysfunkciou, ale ako k tomu dochádza na molekulárnej úrovni, je stále do značnej miery neznáme.

Výskumný tím pozostávajúci z molekulárneho biológa Hisataka Sabe (Hokkaido University), špecialistov na kardiovaskulárnu medicínu Shingo Takada (Hokkaido University a Hokusho) a Shintaro Kinugawa (Kyushu University) a ich kolegov skúmali biochemické procesy, ktoré sa vyskytujú u myší s chronickým srdcovým zlyhaním chirurgickou blokádou časti prívodu krvi do ich srdca. Špecificky skúmali srdcové bunky mimo hraníc mŕtveho tkaniva.

Zistili významné zníženie zlúčeniny nazývanej sukcinyl-CoA, ktorá je sprostredkovateľom v cykle trikarboxylových kyselín v bunke. Tento cyklus, ktorý sa vyskytuje v mitochondriách, hrá dôležitú úlohu pri rozklade organických molekúl, aby sa uvoľnila energia.

Ďalšie skúmanie odhalilo, že toto zníženie hladín sukcinyl-CoA bolo spôsobené, aspoň čiastočne, jeho nadmernou spotrebou na syntézu hému, ktorý je nevyhnutný pre mitochondriálnu oxidačnú fosforyláciu. Tento posledný proces je potrebný na prenos a syntézu molekúl prenášajúcich energiu a skladovanie cez mitochondrie.

Pridanie zlúčeniny nazývanej kyselina 5-aminolevulová (5-ALA) do pitnej vody myší ihneď po prerušení prívodu krvi do časti srdca výrazne zlepšilo ich srdcovú funkciu, bežecký výkon a prežitie. Na molekulárnej úrovni zlepšil oxidačnú fosforylačnú kapacitu mitochondrií srdcového svalu a zdá sa, že obnovil ich hladiny sukcinyl-CoA.

Je potrebný ďalší výskum na objasnenie ďalších faktorov podieľajúcich sa na znižovaní hladín mitochondriálneho sukcinyl-CoA pri srdcovom zlyhaní. Vedci našli dôkazy, že sukcinyl-CoA môže byť príliš veľa prijímaný aj v mitochondriách postihnutých srdcovým zlyhaním, aby sa rozložili ketóny ako zdroj energie. Je však potrebný ďalší výskum, aby sme pochopili, prečo sa to môže stať a či medzi nimi skutočne existuje priame spojenie.

"Naše výsledky zlepšujú pochopenie podrobných metabolických zmien, ktoré sa vyskytujú pri chronickom srdcovom zlyhaní, a mohli by prispieť k rozvoju prirodzenejšej prevencie a liečby choroby," hovoria členovia tímu. "Okrem toho kombinácia nutričných intervencií, ktoré môžu korigovať metabolické poruchy, ktoré sa vyskytujú pri chronickom srdcovom zlyhaní - ako je uvedené v tejto štúdii - a v súčasnosti používané terapeutické lieky by mohli byť veľmi účinné pri liečbe tohto ochorenia."

Zdroj:

Univerzita Hokkaido

Referencia:

Takada, S., a kol. (2022) Porucha energetického metabolizmu na báze sukcinyl-CoA pri chronickom zlyhaní srdca. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.