Kapcsolja be a szívsejt-étrendet a regeneráció elősegítése érdekében

Hitel: Alexandru Acea az Unsplash-nál.

szívsejt-étrendet

Az UT délnyugati kutatói által vezetett új tanulmány azt sugallja, hogy a szívsejtek erőműveinek energiafogyasztásaként történő megváltoztatása elősegítheti a szív regenerálódását, amikor a sejtek elpusztulnak. A 2020. február 20-án közzétett megállapítás, a Nature Metabolism, teljesen új utakat nyithat a szívizom károsodásának különféle állapotainak kezelésére, beleértve a vírusok, toxinok, magas vérnyomás vagy szívrohamok által okozott szívelégtelenséget.

A szívelégtelenség jelenlegi gyógyszeres kezelései - köztük az ACE-gátlók és a béta-blokkolók - arra összpontosítanak, hogy megállítsák a szívizomvesztés ördögi körét, mivel a törzs tovább károsítja a megmaradt szívizomokat, és több sejtet pusztít el - magyarázza Hesham A. Sadek, az UT délnyugati orvos-kutatója MD, Ph.D., J. Fred Schoellkopf, ifj. Kardiológiai elnök. A szívizom újjáépítésére nincsenek jelenlegi kezelések.

Kilenc évvel ezelőtt Sadek és munkatársai felfedezték, hogy az emlős szívek regenerálódhatnak, ha az élet első néhány napjában károsodnak, amelyet a szív összehúzódó erőjéért felelős kardiomiociták, a sejtek osztódása ösztönöz. Ezt a kapacitást azonban 7 napos korban teljesen elveszíti, ami egy hirtelen fordulópont, amelyben e sejtek osztódása drámai módon lelassul.

Későbbi kutatások kimutatták, hogy a regenerációs képesség ezen változása - legalábbis részben - abból fakad, hogy károsítják a mitokondriumként ismert organellumok által generált szabad gyököket, amelyek erővel hatnak a sejtekre. Ezek a szabad gyökök károsítják a sejtek DNS-ét, a DNS-károsodásnak nevezett jelenséget, amely arra készteti őket, hogy hagyják abba az osztódást.

Úgy tűnik, hogy a szabadgyökök termelésében bekövetkezett változásokat megváltoztatja a kardiomiociták mitokondriumjainak energiafogyasztása - magyarázza Sadek. Bár a mitokondriumok a méhben és a születéskor a glükózra támaszkodnak, a születés utáni napokban zsírsavakra váltanak, hogy ezeket az energiasűrűségű molekulákat felhasználják az anyatejben.

Sadek és munkatársai arra voltak kíváncsiak, hogy a mitokondriumok további glükózfogyasztásra való kényszerítése megakadályozhatja-e a DNS károsodását és meghosszabbíthatja-e a szívsejt-regeneráció ablakát. Ennek az ötletnek a tesztelésére a kutatók két különböző kísérletet próbáltak ki.

Az elsőben egér kölyköket követtek, akiknek az anyáit genetikailag megváltoztatták, hogy alacsony zsírtartalmú anyatejet állítsanak elő, és akik az elválasztás után alacsony zsírtartalmú chow-val táplálkoztak. A kutatók azt tapasztalták, hogy ezeknek a rágcsálóknak a szíve a normál héttel később megőrizte a regenerációs képességet, és kardiomiocitáik lényegesen hosszabb ideig folytatták a sejtosztódással összefüggő gének expresszióját, mint azok, akiket rendszeres anyatej és chow táplálékkal tápláltak. Ez a hatás azonban felnőtt korban sem tartott fenn - májuk végül pótolta a hiányt azáltal, hogy szintetizálták az étrendjükből hiányzó zsírokat, ami jelentősen csökkentette szívük regenerációs képességét.

A második kísérletben a kutatók genetikailag megváltoztatott állatokat hoztak létre, amelyekben a kutatók eltávolíthatnak egy enzimet, amelyet piruvát-dehidrogenáz-kináz 4-nek (PDK4) neveznek, amely szükséges a szívsejtek mitokondriumjai számára a zsírsavak emésztéséhez. Amikor a kutatók szállítottak egy gyógyszert a PDK4 termelésének kikapcsolására, az állatok kardiomiocitái felnőttkorban is zsírsav helyett glükóz fogyasztására tértek át. Miután a kutatók egy szívrohamot szimuláltak, ezeknek az állatoknak javult a szívműködésük, amelyet a génexpresszió markerei kísértek, ami arra utal, hogy kardiomiocitáik továbbra is aktívan osztódnak.

Sadek megjegyzi, hogy ezek a megállapítások azt az elvi bizonyítékot szolgáltatják, hogy a szívsejtek regenerálódásának ablakát újra lehet nyitni a kardiomiocita mitokondrium energiafogyasztásának manipulálásával.

"Végül - mondja - lehetséges, hogy olyan gyógyszereket lehet kifejleszteni, amelyek megváltoztatják a kardiomiociták ételeit, hogy újra megoszlanak, visszafordítva a szívelégtelenséget és igazi gyógymódot képviselve."

Hivatkozás: Cardoso és mtsai. (2020). A mitokondriális szubsztrát kihasználása szabályozza a kardiomiocita sejtciklus progresszióját. Természet anyagcseréje. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-020-0169-x.

Ezt a cikket a következő anyagokból publikálták újra. Megjegyzés: Lehetséges, hogy az anyag hosszát és tartalmát szerkesztették. További információkért kérjük, forduljon az idézett forráshoz.