DCMedical Heart, регенеративна здатність, яка втрачається за секунду; пт; м; n; вашої; можливо
Серце має при народженні здатність до регенерації, але ця здатність втрачається приблизно через тиждень життя. Дослідники виявили механізм, за допомогою якого ця здатність серця може бути активована.
Зміна того, що споживають клітини серця, щоб отримати енергію, може допомогти серцю відновлюватися, коли клітини гинуть, пропонує нове дослідження, проведене дослідниками UT Southwestern.
Результати, опубліковані в журналі Nature Metabolism 20 лютого 2020 року, можуть відкрити нові шляхи лікування різних станів, при яких серцевий м'яз пошкоджується, включаючи серцеву недостатність, спричинену вірусами, токсинами, високим кров'яним тиском або інфарктом.
Сучасні фармацевтичні методи лікування серцевої недостатності - включаючи інгібітори АПФ та бета-адреноблокатори - зосереджені на спробі зупинити порочний цикл втрати або пошкодження серцевого м’яза, оскільки штам (вірус) продовжує пошкоджувати серцевий м’яз, змушуючи більше клітин гинути, пояснює терапевт-дослідник Південно-Західного університету Гешам А. Садек, доктор медичних наук, Дж. Фред Шолкопф, молодший відділ кардіології. Лікування відновлення серцевого м’яза не існує.
Здатність до регенерації при народженні
Дев'ять років тому Садек та його колеги виявили, що серце ссавців може відновлюватися, якщо вони пошкоджені в перші дні життя, стимульовані поділом кардіоміоцитів, клітин, що відповідають за скорочувальну силу серця. Однак ця здатність повністю втрачається після досягнення 7-денного віку - раптового повороту, в якому поділ цих клітин різко сповільнюється.
Подальші дослідження показали, що ця зміна регенеративної здатності, мабуть, частково змінює пошкодження вільних радикалів, спричинене органами, відомими як мітохондрії, які живлять клітини. Ці вільні радикали впливають на ДНК клітин, явище, яке називається пошкодженням ДНК, що змушує їх перестати ділитися.
Зміна виробництва вільних радикалів стимулюється зміною того, що мітохондрії в кардіоміоцитах споживають для енергії, пояснює Садек. Хоча мітохондрії покладаються на глюкозу ще внутрішньоутробно і при народженні, вони переходять на жирні кислоти в дні після народження, щоб використовувати ці енергетично щільні молекули в грудному молоці.
Садек та його колеги сумнівались, чи змушення мітохондрій продовжувати споживати глюкозу може пошкодити ДНК і, в свою чергу, розширити регенеративну здатність клітин серця. Щоб перевірити цю ідею, дослідники спробували два різні експерименти.
По-перше, вони слідували за пташенятами мишей, матері яких були генетично модифіковані для вироблення грудного молока з низьким вмістом жиру і яких згодом годували нежирною дієтою після відлучення. Дослідники виявили, що серце цих гризунів зберігало здатність до регенерації на тижні пізніше норми, при цьому їх кардіоміоцити продовжували експресувати гени, пов'язані з поділом клітин, протягом значно більшого періоду, ніж ті, хто харчувався звичайною молочною дієтою. Однак цей ефект не проіснував до зрілого віку - що значно знизило здатність їх серця до регенерації.
Генетичні зміни, сприятливі
У другому експерименті дослідники створили генетично модифікованих тварин, в яких дослідники могли стирати фермент, відомий як піруватдегідрогеназакіназа 4 (PDK4), необхідний мітохондріям серцевих клітин для перетравлення жирних кислот. Коли дослідники доставляли препарат, щоб зупинити вироблення PDK4, кардіоміоцити тварини перейшли на глюкозу замість жирних кислот навіть у зрілому віці. Після того, як дослідники змоделювали серцевий напад, у цих тварин відбулося поліпшення серцевої діяльності, що супроводжувалося маркерами в експресії генів, що свідчило про те, що їх кардіоміоцити все ще активно діляться.
Садек зазначає, що ці висновки свідчать про принцип, згідно з яким можна відновити можливість для регенерації серцевих клітин, маніпулюючи енергоспоживанням мітохондрій кардіоміоцитів.
"Врешті-решт, можливо, вдасться розробити препарати, які змінюють харчування кардіоміоцитів, щоб змусити їх знову ділитися, зворотну серцеву недостатність і будучи справжнім лікуванням", - сказав він.