Raziskovalci odkrivajo molekularne mehanizme za mitohondrijsko disfunkcijo pri kroničnem srčnem popuščanju

Raziskovalci odkrivajo molekularne mehanizme za mitohondrijsko disfunkcijo pri kroničnem srčnem popuščanju

Raziskave na Japonskem so odkrile nekatere molekularne mehanizme mitohondrijske disfunkcije pri kroničnem srčnem popuščanju.

Kronično srčno popuščanje vodi do motenj v delovanju celičnih elektrarn, deloma zaradi prekomerne porabe pomembnega vmesnega produkta pri proizvodnji energije. Kompenzacijski prehranski dodatki se lahko izkažejo za obetavno strategijo za zdravljenje srčnega popuščanja. Rezultate so v reviji PNAS objavili znanstveniki in sodelavci z univerze Hokkaido na Japonskem.

Mitohondriji so majhni organeli, ki jih najdemo v skoraj vsaki celici in so odgovorni za pretvorbo ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin v energijo za poganjanje biokemičnih reakcij. Znano je, da je kronično srčno popuščanje povezano z mitohondrijsko disfunkcijo, vendar še vedno ni znano, kako se to zgodi na molekularni ravni.

Raziskovalna skupina, ki so jo sestavljali molekularni biolog Hisataka Sabe (Univerza Hokkaido), strokovnjaki za kardiovaskularno medicino Shingo Takada (Univerza Hokkaido in Hokusho) in Shintaro Kinugawa (Univerza Kyushu) ter njihovi kolegi so preučevali biokemične procese, ki se pojavljajo pri miših s kroničnim srčnim popuščanjem s kirurškim blokiranjem dela dotoka krvi v njihova srca. Posebej so pregledali srčne celice zunaj meja mrtvega tkiva.

Ugotovili so znatno zmanjšanje spojine, imenovane sukcinil-CoA, ki je posrednik v ciklu trikarboksilne kisline v celici. Ta cikel, ki poteka v mitohondrijih, ima pomembno vlogo pri razgradnji organskih molekul za sprostitev energije.

Nadaljnja preiskava je pokazala, da je to zmanjšanje ravni sukcinil-CoA vsaj delno povzročila njegova prekomerna poraba za sintezo hema, ki je bistvenega pomena za mitohondrijsko oksidativno fosforilacijo. Slednji proces je potreben za prenos in sintezo molekul za prenos in shranjevanje energije skozi mitohondrije.

Dodajanje spojine, imenovane 5-aminolevulinska kislina (5-ALA), v pitno vodo miši takoj po prekinitvi dotoka krvi v del srca je bistveno izboljšalo njihovo delovanje srca, tekaško zmogljivost in preživetje. Na molekularni ravni je izboljšal sposobnost oksidativne fosforilacije mitohondrijev srčne mišice in zdi se, da je obnovil njihove ravni sukcinil-CoA.

Potrebne so nadaljnje raziskave, da bi razjasnili druge dejavnike, ki sodelujejo pri znižanju mitohondrijskih ravni sukcinil-CoA pri srčnem popuščanju. Znanstveniki so odkrili dokaze, da se lahko sukcinil-CoA preveč zaužije tudi v mitohondrijih, prizadetih zaradi srčnega popuščanja, da se razgradijo ketoni kot vir energije. Vendar je potrebnih več raziskav, da bi razumeli, zakaj se to lahko dogaja in ali res obstaja neposredna povezava med obema.

»Naši rezultati pospešujejo razumevanje podrobnih presnovnih sprememb, ki se pojavijo pri kroničnem srčnem popuščanju, in bi lahko prispevali k razvoju bolj naravnega preprečevanja in zdravljenja bolezni,« pravijo člani ekipe. "Poleg tega bi lahko bila kombinacija prehranskih posegov, ki lahko popravijo presnovne motnje, ki se pojavijo pri kroničnem srčnem popuščanju - kot je prikazano v tej študiji - in trenutno uporabljenih terapevtskih zdravil zelo učinkovita pri zdravljenju te bolezni."

Vir:

Univerza Hokkaido

Referenca:

Takada, S., et al. (2022) Motnja presnove energije na osnovi sukcinil-CoA pri kroničnem srčnem popuščanju. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2203628119.

.