Палмитиновата киселина, основната мастна киселина, натрупана в сърцето на затлъстелите животни, стимулира митохондриалния оксидативен стрес в сърдечните мускулни клетки и променя основните им функции. Изследователи от CIBERCV на Университета Комплутенсе в Мадрид - Институт за здравни изследвания Грегорио Мараньон (IiSGM) и IBGM (CSIC) -Hospital Clínico Universitario de Valladolid посочват близкото взаимодействие между оксидативния стрес от митохондриален произход и липотоксичността в сърцето
Изследователи, участвали в проучването./В. Качофейро
Мадрид, 21 май 2020 г.- Изследователи от CIBER за сърдечно-съдови заболявания (CIBERCV), Университета Complutense в Мадрид - Институт за здравни изследвания Gregorio Marañón (IiSGM) и IBGM (CSIC) -Hospital Clínico Universitario de Valladolid са предприели по-нататъшна стъпка в разбирането как затлъстяването влияе върху сърдечната функция чрез потвърждаващи взаимодействията между токсичността, свързана с натрупването на липиди и митохондриалния оксидативен стрес в сърдечните мускулни клетки, което в крайна сметка води до сърдечни аномалии.
Резултатите от това изследване, публикувано в списание Cells, демонстрират потенциала на антиоксидантните лекарства, които блокират митохондриалния оксидативен стрес за намаляване на въздействието на сърдечни промени, наблюдавани при пациенти със затлъстяване.
Ефекти от затлъстяването върху сърцето
Затлъстяването се характеризира с натрупване на мастна тъкан и липиди в различни тъкани, включително сърцето, което е свързано с по-висок риск от страдание от сърдечно-съдови заболявания, увеличавайки риска от смърт между два и три пъти при пациенти със затлъстяване. В допълнение, излишното затлъстяване увеличава риска от първи сърдечен удар в по-млади възрасти.
Натрупването на липиди в сърцето (кардиолипотоксичност) може да причини клетъчни промени, тъй като излагането на сърцето на високи плазмени нива на свободни мастни киселини води до натрупване на токсични липидни видове в клетките на сърдечния мускул (кардиомиоцити), които могат да имат различни последици върху функцията и които се проявяват наред с други аспекти с промени в употребата на метаболитни субстрати.
Окисляването на мастните киселини е основният източник на енергия за сърцето, въпреки че може да използва и други субстрати като глюкоза. При затлъстяване излишните мастни киселини променят действието на инсулина и намаляват употребата на глюкоза от сърцето, като по този начин намаляват сърдечната ефективност, тъй като чрез увеличаване на употребата на мастни киселини сърцето ще консумира повече кислород за всяка произведена молекула на АТФ.
Митохондриите, отговорни за клетъчното дишане, съставляват почти една трета от обема на клетките на сърдечния мускул и играят съществена роля в снабдяването с енергия на сърцето. Митохондриите играят ключова роля в калциевата хомеостаза, необходима за поддържане на жизнеспособността и контрактилитета на кардиомиоцитите. Но освен това те са и основният източник на реактивни кислородни видове (ROS), които могат да се влошат при различни патологични състояния, включително затлъстяване.
Затлъстяване, кардиолипотоксичност и митохондриален оксидативен стрес
В тази работа изследователите са се фокусирали върху характеризирането на взаимодействията между кардиолипотоксичността и митохондриалния оксидативен стрес в животински модели на затлъстели плъхове и клетъчни култури, демонстрирайки тясна връзка между двата процеса.
В този смисъл те откриха, че палмитиновата киселина, основната мастна киселина, натрупана в сърцето на затлъстелите животни, може да стимулира производството на митохондриален оксидативен стрес в сърдечните мускулни клетки, променяйки някои митохондриални протеини, участващи в основните функции на органа.
„Нашите резултати разкриха, че увеличаването на липидите в митохондриите, както и промените в липидния им профил в сърдечните клетки, наблюдавани при плъхове със затлъстяване, е придружено от обостряне на оксидативен стрес, намалено усвояване на глюкоза в миокарда, фиброза и хипертрофия на сърцето. болести и промени в митохондриалните протеини на сърцето “, обяснява Виктория Качофейро, един от координаторите на изследването и изследовател в Катедрата по физиология на UCM.
Антиоксидантни лекарства за намаляване на сърдечното въздействие на затлъстяването
След като потвърдиха, че увеличаването на оксидативния стрес, главно от митохондриален произход, е свързано с ремоделирането на митохондриални липиди и следователно със сърдечните увреждания, свързани със затлъстяването, изследователите оцениха ефекта на антиоксидантно лекарство, насочено към митохондриите (MitoQ®) . Тази фаза от проучването потвърждава, че приложението на MitoQ позволява нормализиране на кардиолипотоксичността, митохондриалните промени и сърдечните последици от затлъстяването.
"Нашите данни показват терапевтичния интерес от употребата на антиоксидантни лекарства, които блокират митохондриалния оксидативен стрес, за да намалят въздействието на сърдечни промени, наблюдавани при пациенти със затлъстяване", заключават изследователите.