Σκεφτείτε την καρδιά ως μικροσκοπική φυσική μπαταρία που κρατά αυτό το ζωτικό όργανο να χτυπά 100.000 φορές την ημέρα καθώς αντλεί 2.000 γαλόνια αίματος σε όλο το ανθρώπινο σώμα. Αλλά όταν αυτές οι μπαταρίες – τα κύτταρα του καρδιακού μυός που ονομάζονται καρδιομυοκύτταρα – βραχυκυκλωθούν και πεθάνουν, η ζημιά μπορεί να είναι καταστροφική. Η βλάβη στον καρδιακό μυ είναι συνήθως μόνιμη, αφήνοντας την καρδιά ανίκανη να αντλήσει με τον τρόπο που θα έπρεπε.
Αυτό είναι το θέμα μιας νέας μελέτης από μια ομάδα που περιλαμβάνει δύο γιατρούς του USF Health που ανέφεραν τα ευρήματά τους στο Circulation, το κορυφαίο περιοδικό της Αμερικανικής Καρδιολογικής Εταιρείας. «Ένας τραυματισμός όπως η καρδιακή προσβολή δημιουργεί τεράστια απώλεια καρδιομυοκυττάρων και δεν μπορείτε να τα ανανεώσετε», δήλωσε ο Da-Zhi Wang, Ph.D., διευθυντής του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής στο USF Health Heart Institute and Morsani. College of Medicine. “Λοιπόν, το ερώτημα είναι πώς να κάνετε την καρδιά να επανορθωθεί μόνη της.”
Η μελέτη της αποκατάστασης της καρδιάς ήταν ένα σταθερό θέμα του ερευνητικού εργαστηρίου του Δρ. Wang, το οποίο πρόσφατα μεταφέρθηκε στο USF από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, όπου ήταν καθηγητής που εργαζόταν στο Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης. Ο Δρ. Wang, τώρα καθηγητής Εσωτερικής Ιατρικής και Μοριακής Φαρμακολογίας και Φυσιολογίας στο Ιατρικό Κολλέγιο Morsani, είναι ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, “Η Μειωμένη Μετάφραση Πρωτεϊνών Μιτοχονδρίων Προωθεί τον Πολλαπλασιασμό των Καρδιομυοκυττάρων και την Αναγέννηση της Καρδιάς”.
Τα μιτοχόνδρια, τα οποία βρίσκονται μέσα στα καρδιομυοκύτταρα, είναι ζωτικής σημασίας για την αποκατάσταση μιας κατεστραμμένης καρδιάς και ακόμη και για την πρόληψη μελλοντικών καρδιακών προσβολών ή στεφανιαίας νόσου. “Το βασικό στοιχείο αυτής της μελέτης είναι η σύνδεση με την καρδιακή αναγέννηση”, είπε ο John Mably, Ph.D., άλλος συγγραφέας της μελέτης. “Αν θέλετε να έχετε την καρδιά σας να λειτουργεί στα 90 σας, αυτό θα είναι ενδιαφέρον για εσείς ή οποιοσδήποτε έχει καρδιακή νόσο ή έπαθε καρδιακή προσβολή”.
Τι είναι τα καρδιομυοκύτταρα;
Τα καρδιομυοκύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία του καρδιακού ιστού και είναι απαραίτητα για τη φυσιολογική λειτουργία της καρδιάς. Επειδή η καρδιά συστέλλεται συνεχώς, απαιτεί μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, η οποία παράγεται από τα μιτοχόνδρια, τις μικροσκοπικές υποκυτταρικές δομές που συχνά αναφέρονται ως η κινητήρια δύναμη του κυττάρου. Δεδομένου ότι η σύνθεση των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών είναι κρίσιμη για τη δομή της, καθώς και για την κανονική καρδιακή λειτουργία, οι συγγραφείς εστίασαν μεγάλο μέρος της μελέτης τους στο πώς η αλλαγή της ισορροπίας των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών επηρεάζει την υγεία της καρδιάς.
«Ο καρδιακός μυς συστέλλεται από την πρώιμη ανάπτυξη μέχρι την ημέρα που πεθαίνεις, επομένως απαιτεί τεράστια ποσότητα ενέργειας για να τρέξει», πρόσθεσε ο Δρ Mably. «Αυτό παρέχουν τα μιτοχόνδρια. είναι σαν τη βενζίνη που χρειάζεσαι για να κινήσεις το αυτοκίνητό σου». Η σημασία των μιτοχονδρίων στη φυσιολογική καρδιακή λειτουργία είναι ευρέως αναγνωρισμένη και πρόσφατες μελέτες έχουν εμπλέξει αλλαγές στον μεταβολισμό των μιτοχονδρίων με ορισμένες μορφές καρδιακών παθήσεων.
Αυτή η εργασία προέκυψε από μια προηγούμενη μελέτη που πραγματοποιήθηκε από αυτήν την ομάδα. Έδειξαν ότι η απώλεια μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται MRPS5 στην αναπτυσσόμενη καρδιά οδηγεί σε καρδιακά ελαττώματα και εμβρυϊκό θάνατο. Η απώλεια αυτού του γονιδίου σε στάδια μετά τη γέννηση οδήγησε σε μεγέθυνση της καρδιάς και τελική αποτυχία. Η αιτία αυτών των καρδιακών ανωμαλιών αποδείχθηκε ότι προέρχεται από μια ανισορροπία στην επικοινωνία μεταξύ των μιτοχονδρίων και του πυρήνα του κυττάρου.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι συγγραφείς εξετάζουν τα αποτελέσματα του μειωμένου MRPS5, αντί της πλήρους απώλειας του, στον πολλαπλασιασμό των καρδιομυοκυττάρων. Μεγάλες βλάβες από τραυματισμό στην καρδιά, συχνά ως αποτέλεσμα σοβαρής καρδιακής προσβολής, μπορεί να οδηγήσουν σε καρδιακή ανεπάρκεια επειδή η καρδιά δεν είναι πλέον σε θέση να συστέλλεται κανονικά. Αυτό συμβαίνει επειδή ο κατεστραμμένος ιστός στο μυοκάρδιο των ενηλίκων, το μυϊκό στρώμα της καρδιάς, δεν είναι σε θέση να επισκευαστεί μετά από τραυματισμό.
Αυτοί οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι μια ελαφρά μείωση της μιτοχονδριακής δραστηριότητας στην καρδιά των ενηλίκων θα μπορούσε να διευκολύνει την αναγέννηση της καρδιάς μετά από τραυματισμό στην καρδιά, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια νέα οδό για τη θεραπεία της καρδιακής προσβολής και άλλων καρδιακών παθήσεων.