研究人员发现慢性心力衰竭线粒体功能障碍背后的分子机制

研究人员发现慢性心力衰竭线粒体功能障碍背后的分子机制

日本的研究揭示了慢性心力衰竭线粒体功能障碍的一些分子机制。

慢性心力衰竭导致细胞发电厂功能障碍，部分原因是能量生产中重要中间体的过度消耗。 补偿性营养补充可能被证明是治疗心力衰竭的一种有前途的策略。 日本北海道大学的科学家和同事将研究结果发表在《PNAS》杂志上。

线粒体是几乎每个细胞中都存在的小细胞器，负责将碳水化合物、脂肪和蛋白质转化为能量，为生化反应提供动力。 众所周知，慢性心力衰竭与线粒体功能障碍有关，但在分子水平上如何发生这种情况仍然很大程度上未知。

由分子生物学家 Hisataka Sabe（北海道大学）、心血管医学专家 Shingo Takada（北海道大学和北商大学）和 Shintaro Kinukawa（九州大学）及其同事组成的研究小组通过手术阻断部分心脏血液供应，检查了慢性心力衰竭小鼠中发生的生化过程。 他们专门检查了死亡组织范围之外的心脏细胞。

他们发现一种称为琥珀酰辅酶A的化合物显着减少，它是细胞三羧酸循环的中间体。 这种循环发生在线粒体中，在分解有机分子释放能量方面发挥着重要作用。

进一步的研究表明，琥珀酰辅酶A水平的降低至少部分是由于血红素合成过程中过度消耗所致，而血红素对于线粒体氧化磷酸化至关重要。 后一个过程需要通过线粒体转移和合成能量携带和存储分子。

在切断部分心脏的血液供应后，立即向小鼠的饮用水中添加一种名为 5-氨基乙酰丙酸 (5-ALA) 的化合物，可显着改善其心脏功能、跑步性能和生存率。 在分子水平上，它提高了心肌线粒体的氧化磷酸化能力，并似乎恢复了其琥珀酰辅酶A水平。

需要进一步的研究来阐明与心力衰竭中线粒体琥珀酰辅酶A水平降低相关的其他因素。 科学家们发现的证据表明，受心力衰竭影响的线粒体也会摄入过多的琥珀酰辅酶A，以分解酮作为能量来源。 然而，需要更多的研究来了解为什么会发生这种情况以及两者之间是否真的存在直接联系。

研究小组成员说：“我们的研究结果增进了对慢性心力衰竭发生的详细代谢变化的了解，并可能有助于开发更自然的疾病预防和治疗方法。” “此外，如本研究所示，可以纠正慢性心力衰竭中发生的代谢紊乱的营养干预措施与目前使用的治疗药物相结合，可以非常有效地治疗这种疾病。”

来源：

北海道大学

参考：

高田，S.，等人。 (2022)慢性心力衰竭中基于琥珀酰辅酶A的能量代谢紊乱。 美国国家科学院院刊。 doi.org/10.1073/pnas.2203628119 。

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