Сиртуины – это семейство белков против старения, которые помогают регулировать продолжительность жизни клеток, метаболизм и устойчивость к стрессу. Потенциальный защитный эффект этих ферментов сиртуина при возрастных заболеваниях, включая сердечно-сосудистые заболевания, остается областью интенсивных исследований.
Теперь новое доклиническое исследование, проведенное исследователями Университета Южной Флориды (USF Health), показало, что уровни сиртуина 1 (SIRT1) и сиртуина 3 (SIRT3) снижаются в стареющих сердцах, нарушая способность клеток сердечной мышцы (кардиомиоцитов) сокращаться. в ответ на ишемическое реперфузионное повреждение (также известное как реперфузионное повреждение). Кроме того, возрастной дефицит SIRT1 и SIRT3 может нарушать сердечную функцию, изменяя митохондриальную динамику, которая играет важную роль в метаболическом здоровье и воспалительной реакции, сообщают исследователи.
Результаты были опубликованы в Интернете 3 июля в Aging Cell.
"Мы обнаружили, что возрастные изменения митохондриальной динамики вызваны дефицитом SIRT1 / SIRT3, особенно в кардиомиоцитах," сказал главный исследователь Джи Ли, доктор философии.D., профессор хирургии медицинского колледжа Морсани USF Health. "Вам необходимо сильное присутствие SIRT1 и SIRT3, чтобы поддерживать здоровую динамику митохондрий в сердце. В противном случае насосная функция сердца станет слабой."
Митохондрии производят энергию, необходимую для запуска почти всех процессов в живых клетках. Клетки сердечной мышцы содержат больше митохондрий, чем любые другие клетки, потому что сердцу требуется большое количество энергии, чтобы постоянно перекачивать кровь по всему телу. Стабильная динамика митохондрий поддерживает здоровый баланс между постоянным делением (делением) и слиянием (слиянием) митохондрий и помогает обеспечить качество этих специализированных структур, известных как "электростанция" ячейки.
Реперфузия, обычное лечение после острого сердечного приступа, восстанавливает кровоток (и, следовательно, кислород) в области сердца, поврежденной сгустком крови, блокирующим коронарную артерию. Парадоксально, но у некоторых пациентов эта необходимая процедура реваскуляризации вызывает дальнейшее повреждение ткани сердечной мышцы, окружающей первоначальное место сердечного приступа. В настоящее время не существует эффективных методов лечения реперфузионного повреждения.
Чтобы помочь проанализировать реакцию сердечных митохондрий на стресс ишемии-реперфузии, исследователи USF Health удалили SIRT1 или SIRT3 в клетках сердечной мышцы сердец мышей и изучили митохондриальную реакцию на ишемический стресс ограниченным кровотоком. Исследователи обнаружили, что митохондрии в сердцах мышей без кардиомиоцитов SIRT3 были более уязвимы к реперфузионному стрессу, чем сердца мышей с интактным SIRT3. Динамика сердечных митохондрий (включая форму, размер и структуру митохондрий) у этих мышей с нокаутом физиологически напоминала таковую у старых мышей дикого типа (нормальных), сохраняющих сердечную SIRT3.
Кроме того, молодые мыши с удаленными SIRT1 или SIRT3 имели значительно более слабые сокращения кардиомиоцитов и демонстрировали стареющую сердечную дисфункцию при введении стресса ишемии-реперфузии. По сути, без SIRT1 / SIRT3 сердца этих в остальном здоровых молодых мышей выглядели и вели себя как старые сердца.
"Мы начали это исследование, пытаясь понять, почему у пожилых людей частота сердечных приступов выше, чем у молодых, и почему они умирают чаще, даже если получают максимальное лечение. Молодые люди с большей вероятностью выздоравливают после сердечных приступов и реже страдают от ишемии-реперфузии," сказал доктор. Ли, член Института здоровья сердца USF. "Наши исследования показывают, что одна из причин может заключаться в том, что как SIRT1, так и SIRT3 подавляются с возрастом. У молодых людей более высокий уровень этих белков, необходимых для оздоровления митохондриальной динамики."
Исследование также предполагает, что перед хирургическим открытием заблокированных коронарных артерий для восстановления кровотока у пожилых пациентов необходимо провести лечение "спасать" (улучшить) их пониженные уровни SIRT1 / SIRT3 могут повысить толерантность к реперфузионному стрессу сердечной мышцы, тем самым уменьшая осложнения сердечного приступа и смертность, доктор. Ли сказал. В таком кардиозащитном лечении может применяться генетический подход для увеличения продукции SIRT1 / SIRT3 или агонист (лекарство) для активации SIRT1 / SIRT3, добавил он.
Если результаты их мышиных моделей применимы к человеческим сердцам, доктор. Группа Ли хочет работать с компаниями, заинтересованными в разработке и тестировании активаторов SIRT1 / SIRT3 для смягчения реперфузионных повреждений, вызванных сердечным приступом.
"Наша конечная цель – определить идеальные цели для лечения сердечного приступа, особенно у пожилых пациентов," сказал доктор. Ли, чьи исследования поддерживаются грантами Национального института сердца, легких и крови, Национального института старения и Национального института общих медицинских наук.