Новое исследование предполагает, что стимулирование кардиомиоцитов потреблять глюкозу вместо жирных кислот может помочь в лечении сердечной недостаточности, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Metabolism.
Если изменить способ питания сердечных клеток, можно найти новые возможности для лечения различных состояний, при которых повреждается сердечная мышца, включая сердечную недостаточность, вызванную вирусами, токсинами, высоким кровяным давлением или сердечным приступом.
Текущие фармацевтические методы лечения сердечной недостаточности, включая ингибиторы АПФ и бета-блокаторы, направлены на то, чтобы приостановить разрушение сердечной мышцы, поскольку напряжение еще больше повреждает ее, вызывая гибель большего количества клеток, - объясняет врач-исследователь из Юго-Западного Юта Хешам А. Садек. Не существует никаких методов лечения для восстановления сердечной мышцы.
Девять лет назад Садек и его коллеги обнаружили, что сердца млекопитающих могут регенерироваться при помощи кардиомиоцитов - клеток, ответственных за сократительную силу сердца, если повреждение произошло в первые несколько дней жизни. Однако к 7 дням жизни эта способность полностью теряется, что является резким поворотным моментом, при котором деление этих клеток резко замедляется.
Последующие исследования показали, что это изменение регенеративной способности, по-видимому, происходит, по крайней мере частично, от повреждения свободных радикалов, генерируемых органеллами, известными как митохондрии, которые питают клетки. Эти свободные радикалы повреждают ДНК клеток, что побуждает их прекратить делиться.
Садек объясняет, что сдвиг в производстве свободных радикалов вызван изменением того, что митохондрии в кардиомиоцитах используют для получения энергии. В утробе матери и при рождении митохондрии полагаются на глюкозу, а через несколько дней после рождения переходят на жирные кислоты, чтобы использовать эти полные энергии молекулы в грудном молоке.
Садек и его коллеги задались вопросом, может ли принуждение митохондрий продолжать потреблять глюкозу блокировать повреждение ДНК и, в свою очередь, расширять окно для регенерации клеток сердца. Чтобы проверить эту идею, исследователи провели два разных эксперимента.
В первом случае они исследовали детенышей мышей, чьи матери были генетически изменены для того, чтобы их молоко имело низкое содержание жиров, потом этим мышам давали корм с низким содержанием жира. Исследователи обнаружили, что сердца этих грызунов сохранили способность к регенерации на несколько недель позже, чем обычно, при этом их кардиомиоциты продолжали экспрессировать гены, связанные с делением клеток, в течение значительно более длительного периода времени, чем те, которые питались обычным молоком и едой. Однако, этот эффект не продлился во взрослой жизни - их печень в конечном счете восполнила дефицит, синтезируя жиры, которые отсутствовали в их рационе, что значительно уменьшило регенеративную способность их сердец.
Во втором эксперименте исследователи создали генетически измененных животных, у которых ученые могли удалять фермент, известный как пируватдегидрогеназакиназа 4 (PDK4), необходимый для митохондрий клеток сердца, чтобы переваривать жирные кислоты. Когда исследователи доставили лекарство, чтобы отключить выработку PDK4, кардиомиоциты животных переключились на потребление глюкозы вместо жирных кислот, даже во взрослом возрасте. После того, как исследователи симулировали сердечный приступ, у этих животных наблюдалось улучшение функции сердца, что сопровождалось маркерами в экспрессии генов, что позволило предположить, что их кардиомиоциты все еще активно делятся.
Садек отмечает, что эти результаты являются доказательством принципа, что можно открыть окно для регенерации клеток сердца, манипулируя тем, что митохондрии кардиомиоцитов потребляют для получения энергии.
«В конце концов, - говорит он, - возможно, удастся разработать
лекарства, которые изменят то, что потребляют кардиомиоциты,
чтобы заставить их снова делиться, обращая вспять сердечную
недостаточность…».
[Фото: ru.123rf.com/profile_eggeeggjiew]
