Исследование показывает, что питательные вещества используются нормальным и больным сердцем

heart
Кредит: Unsplash/CC0 Public Domain

Группа ученых из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета составила подробную картину использования топлива и питательных веществ сердцем человека. Исследование, опубликованное на этой неделе в Science, было первым в своем роде, предполагающим одновременный забор крови из разных частей системы кровообращения у десятков людей-участников, чтобы зафиксировать уровни связанных молекулы входят в бьющееся сердце и выходят из него.

Полученные данные выявили ключевые особенности использования топлива в нормальном сердце, а также в сердечной недостаточности, создав новую основу для изучения здоровья и болезни сердца.

«Понимание на таком уровне детализации того, как сердце обрабатывает топливо и питательные вещества, должно способствовать разработке будущих методов лечения сердечной недостаточности и связанных с ней состояний», — сказал старший автор исследования Золтан Арани, доктор медицинских наук, профессор. доктора медицины и директор программы сердечно-сосудистого метаболизма в Пенсильвании. «Теперь, когда у нас есть четкое представление о том, как сердце питается топливом, мы можем задуматься о способах улучшения сердечного метаболизма при сердечной недостаточности».

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, более 6 миллионов взрослых в США живут с сердечной недостаточностью. Сердечная недостаточность, часто возникающая в результате ишемической болезни сердца или сердечного приступа, приводит к неспособности перекачивать кровь по телу с достаточной силой для нормальной поддержки других органов. Современные методы лечения сердечной недостаточности направлены, в основном, на ее симптомы, такие как лечение скопления жидкости в легких и нижних конечностях, использование устройств для перекачивания крови, а для некоторых — перенесение трансплантации сердца. Более глубокое понимание функции сердца может позволить исследователям разработать более эффективные методы лечения, восстанавливающие насосную способность сердца.

Для исследования Арани и его команда одновременно взяли пробы крови, идущей в сердце и исходящей из сердца, у 87 субъектов — мужчин и женщин, которые уже подвергались процедуре лечения распространенного состояния, называемого фибрилляцией предсердий, но не проходили сердечная недостаточность. Исследователи провели аналогичную выборку у 23 пациентов с фибрилляцией предсердий, у которых действительно была сердечная недостаточность. Для сравнения у всех пациентов исследователи также взяли пробы крови из ноги и в ногу.

Затем команда использовала самые современные инструменты для количественной оценки уровней сотен различных «метаболитов» — молекул, участвующих в использовании топлива и росте клеток — в образцах крови. Основная цель заключалась в том, чтобы детально выявить, какие метаболиты рабочее сердце потребляет в балансе, а какие оно выделяет в качестве побочных продуктов.

Анализ был важен главным образом для получения первой четкой и подробной картины нормального поглощения и высвобождения метаболитов в сердце — исходной картины, которую можно будет расширить в будущих исследованиях. В целом, исследователи достоверно обнаружили 277 метаболитов в крови участников и обнаружили, что для 65 из них уровни, исходящие из сердца, значительно отличались от входящих.

Команда также провела несколько первоначальных сравнений, чтобы выделить уникальные особенности нормального метаболизма сердца. Например, данные показали, что сердце, по сравнению с ногами, в гораздо большей степени зависит от поглощения, по-видимому, в качестве источников энергии небольших органических молекул, называемых жирными кислотами. В то же время, согласно анализу, сердце выделяет относительно большие количества другого класса молекул, называемых аминокислотами, — строительных блоков и продуктов распада белков, что указывает на то, что относительно интенсивное расщепление белка в сердце является одним из способов работающая сердечная мышца питает ее активность.

Большая разница между здоровым и больным сердцем в исследовании заключалась в том, что последнее потребляло больше кетонов — молекул, которые организм использует в качестве промежуточных звеньев при преобразовании накопленных жиров в энергию, — хотя исследователи подозревают, что это несоответствие могло быть связано просто к более медленному прохождению крови через сердце, что дает больше времени для поглощения кетонов. По сравнению с нормальным сердцем больное сердце также выделяет больше аминокислот, что свидетельствует о большем расщеплении и обмене белка.

«Является ли это повышенное расщепление белка при сердечной недостаточности адаптивным или дезадаптивным, потребуются дальнейшие исследования», — сказал Арани. «Следующие шаги потребуют тщательного тестирования этого и других подобных вопросов на модельных организмах; после этого мы сможем вернуться к исследованиям на людях с гораздо более глубоким пониманием и новыми взглядами на то, как улучшить работу сердца при сердечной недостаточности»./P>

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *