Пальмітинова кислота, основна жирна кислота, що накопичується в серці ожирілих тварин, стимулює окислювальний стрес мітохондрій у клітинах серцевого м’яза та змінює їх основні функції. Дослідники з CIBERCV Мадридського університету Комплютенсе - Інститут досліджень здоров’я Грегоріо Мараньон (IiSGM) та IBGM (CSIC) - лікарня Клініко Університет де Вальядолід вказують на тісну взаємодію між окислювальним стресом мітохондріального походження та ліпотоксичністю в серці
Дослідники, які брали участь у дослідженні./В. Качофейро
Мадрид, 21 травня 2020 р.- Дослідники з CIBER серцево-судинних захворювань (CIBERCV), Університету Комплутенсе в Мадриді - Інститут досліджень здоров’я Грегоріо Мараньон (IiSGM) та IBGM (CSIC) - лікарні Clinico Universitario de Valladolid зробили подальший крок у розумінні того, як ожиріння впливає на серцеву функцію шляхом підтвердження взаємодії між токсичністю, пов’язаною з накопиченням ліпідів, та окислювальним стресом у мітохондріях у клітинах серцевого м’яза, що в кінцевому підсумку призводить до серцевих аномалій.
Результати цього дослідження, опубліковані в журналі "Клітини", демонструють потенціал антиоксидантних препаратів, які блокують мітохондріальний окислювальний стрес, для зменшення впливу серцевих змін, що спостерігаються у пацієнтів із ожирінням.
Вплив ожиріння на серце
Ожиріння характеризується накопиченням жирової тканини та ліпідів у різних тканинах, включаючи серце, що пов'язано з вищим ризиком страждати серцево-судинними захворюваннями, збільшуючи ризик смерті від двох до трьох разів у пацієнтів із ожирінням. Крім того, надмірне ожиріння збільшує ризик першого серцевого нападу в молодшому віці.
Накопичення ліпідів у серці (кардіоліпотоксичність) може спричинити клітинні зміни, оскільки вплив серця на високий рівень вільних жирних кислот у плазмі крові спричинює накопичення токсичних видів ліпідів у клітинах серцевого м’яза (кардіоміоцити), які можуть мати різні наслідки для функції та які проявляються серед інших аспектів із зміною використання метаболічних субстратів.
Окислення жирних кислот є основним джерелом енергії для серця, хоча воно може також використовувати інші субстрати, такі як глюкоза. При ожирінні надлишок жирних кислот змінює дію інсуліну і зменшує вживання глюкози серцем, тим самим знижуючи серцеву ефективність, оскільки, збільшуючи вживання жирних кислот, серце споживає більше кисню на кожну молекулу продукованого АТФ.
Мітохондрії, відповідальні за клітинне дихання, складають майже третину об’єму клітин серцевого м’яза і відіграють важливу роль у постачанні серця енергією. Мітохондрії відіграють ключову роль у гомеостазі кальцію, необхідному для підтримки життєздатності та скоротливості кардіоміоцитів. Але, крім того, вони також є основним джерелом активних форм кисню (АФК), які можуть посилюватися при різних патологічних станах, включаючи ожиріння.
Ожиріння, кардіоліпотоксичність та окислювальний стрес у мітохондріях
У цій роботі дослідники зосередилися на характеристиці взаємодії між кардіоліпотоксичністю та мітохондріальним окислювальним стресом на тваринних моделях щурів із ожирінням та клітинних культурах, демонструючи тісний взаємозв'язок між обома процесами.
У цьому сенсі вони виявили, що пальмітинова кислота, основна жирна кислота, накопичена в серці ожирілих тварин, може стимулювати вироблення мітохондріального окисного стресу в клітинах серцевого м’яза, змінюючи деякі білки мітохондрій, що беруть участь у важливих функціях органу.
«Наші результати показали, що збільшення ліпідів у мітохондріях, а також зміна їх ліпідного профілю в серцевих клітинах, що спостерігаються у пацуків із ожирінням, супроводжувалося загостренням окисного стресу, зменшенням засвоєння глюкози в міокарді, фіброзом та гіпертрофією. хвороби серця та зміни мітохондріальних білків серця », - пояснює Вікторія Качофейро, одна з координаторів дослідження та дослідниця Департаменту фізіології СКМ.
Антиоксидантні препарати для зменшення серцевого впливу ожиріння
Після підтвердження того, що збільшення окисного стресу, головним чином мітохондріального походження, пов'язане з перебудовою ліпідів мітохондрій і, отже, із пошкодженням серця, пов'язаним із ожирінням, дослідники оцінили ефект антиоксидантного препарату, спрямованого на мітохондрії (MitoQ®) . Цей етап дослідження підтвердив, що введення MitoQ дозволило нормалізувати кардіоліпотоксичність, мітохондріальні зміни та серцеві наслідки ожиріння.
"Наші дані вказують на терапевтичний інтерес до використання антиоксидантних препаратів, що блокують мітохондріальний окислювальний стрес, щоб зменшити вплив серцевих змін, що спостерігаються у пацієнтів із ожирінням", підсумовують дослідники.