Пациенты с распространённым нарушением сердечного ритма, известным как фибрилляция предсердий, получат пользу от новых методов лечения, направленных на повышение эффективности метаболизма клеток сердца. Об этом говорится в новой статье в Cardiovascular Research.
Исследование показало, что у пациентов с фибрилляцией предсердий может быть дефицит определённых генов, что приводит к снижению выработки энергии в клетках сердца. В частности, недостаток гена PITX2 вызывает уменьшение и снижение эффективности митохондрий — частей клетки, отвечающих за производство энергии.
Команда исследователей, возглавляемая специалистами из Института сердечно-сосудистых наук Бирмингемского университета (University of Birmingham) и Университетского медицинского центра в Гамбурге-Эппендорфе (University Medical Center Hamburg-Eppendorf), изучила выращенные в лаборатории сердечные клетки, у которых был дефицит PITX2. Эти клетки сравнили с нормальными клетками сердца, чтобы понять, как PITX2 влияет на развитие и функционирование клеток.
Основные выводы исследования
* Структура и функция клеток. Клетки сердца с дефицитом PITX2 оказались короче и более дезорганизованными. В них больше клеток с одиночными ядрами. Также были обнаружены меньшие митохондрии с изменениями в белках, ответственных за производство энергии.
* Производство энергии. Митохондрии в клетках с дефицитом PITX2 менее эффективно производят энергию через свои обычные процессы. Вместо этого они больше полагаются на гликолиз — менее эффективный способ производства энергии. Этот сдвиг влияет на частоту спонтанных сокращений и электрическую активность клеток сердца.
* Нарушение функции митохондрий. Снижение производства АТФ/энергии является важным фактором сердечной недостаточности.
* Экспрессия генов. Анализ генов в этих клетках выявил значительные различия между генами, участвующими в производстве энергии и функционировании ионных каналов. Похожие изменения наблюдаются в ткани сердца пациентов с ФП по сравнению с людьми с нормальным сердечным ритмом.
Профессор Ларисса Фабриц (Larissa Fabritz), заведующая кафедрой наследственных заболеваний сердца Университетского центра сердечно-сосудистых наук и почётный председатель Института сердечно-сосудистых наук Бирмингемского университета, отметила: «Это исследование показывает, как конкретный ген влияет на способность сердца вырабатывать энергию и поддерживать регулярный ритм. Оно предоставляет новое понимание потенциальных методов лечения фибрилляции предсердий».
По словам профессора, дефицит гена PITX2 приводит к тому, что клетки сердца функционируют неправильно, в том числе имеют меньшую и менее эффективную систему производства энергии. Из-за этого клеткам сердца приходится всё больше полагаться на гликолиз для производства энергии, что приводит к кислородному стрессу.
В нормальных условиях сердечный метаболизм использует свободные жирные кислоты в качестве основного источника энергии. При нагрузке он сжигает глюкозу, так как её метаболизм не зависит от кислорода. Однако при дефиците PITX2 снижается митохондриальное дыхание, что приводит к увеличению клеток сердца, испытывающих дефицит кислорода. В таких условиях глюкоза используется для получения энергии, что связано с увеличением частоты спонтанных сокращений и нарушениями электрической активности клеток сердца.
Полученные результаты могут привести к разработке новых методов лечения фибрилляции предсердий, направленных на улучшение выработки энергии в клетках сердца, в частности у пациентов с дефицитом, связанным с PITX2.
Литература:
Jasmeet S Reyat et al, PITX2 deficiency leads to atrial mitochondrial dysfunction, Cardiovascular Research (2024). DOI: 10.1093/cvr/cvae169
