Сердце — это орган, отвечающий за перекачку крови и снабжение питательными веществами и кислородом всех органов и клеток тела. «Клетками, отвечающими за эти функции, являются кардиомиоциты», — объясняет Хайме Гарсиа-Прието, первый автор исследования вместе со своим коллегой из Германии Тимоти Вай. Хайме отмечает, что для правильной работы сердца требуется большое количество энергии; каждый день сердце сжигает АТФ (молекулярный источник энергии) примерно в 20 раз больше своего веса, бьется более 100000 раз и перекачивает примерно 8000 кг крови.
Поэтому любой сбой в подаче энергии к сердцу приводит к снижению насосной способности органа, что приводит к сердечной недостаточности и, в конечном итоге, к смерти.
Большая часть энергии, необходимой для клеточной активности, обеспечивается митохондриями.
Эти клеточные структуры действуют как «электростанции», производя энергию в результате метаболизма органических «топлив», включая сахара, липиды (жирные кислоты) и аминокислоты. Отсутствие субстрата или сбой в скоординированных биохимических процессах производства энергии имеет летальные последствия для клетки, а в случае кардиомиоцитов — для пациента.
Распространенное заболевание
Дилатационная кардиомиопатия — относительно распространенное заболевание, при котором сердце увеличивается в размерах и теряет сократительную силу.
В большинстве случаев болезнь вызывает сердечную недостаточность (неспособность сердца эффективно перекачивать кровь для удовлетворения потребностей организма), и в терминальных фазах требуется пересадка сердца, чтобы избежать смерти. Хотя это состояние может развиться в любом возрасте, оно наиболее часто встречается у людей в возрасте от 40 до 50 лет и затрагивает от 3 до 10 человек на 100 000 населения в целом. В настоящее время не существует специальных методов лечения, и поэтому важно «понять основные механизмы», — объясняет Борха Ибанез М.D., Ph.D., Исследователь CNIC, кардиолог университетской больницы Fundacion Jimenez Diaz и ведущий автор исследования вместе с Томасом Лангером из Института Макса Планка.
У здоровых людей кардиомиоциты потребляют намного больше жирных кислот, чем сахаров, из-за более высокого энергетического содержания липидов.
Эта ситуация обратная у пациентов с сердечной недостаточностью. Доктор. Ибанез объясняет, что «до настоящего времени это считалось защитным механизмом, но продолжительное использование глюкозы кардиомиоцитами может вместо этого быть причиной прогрессирования заболевания."
Исследовательские группы использовали несколько генетических и диетических подходов, чтобы попытаться обратить вспять эту митохондриальную дисфункцию и, таким образом, предотвратить дилатационную кардиомиопатию.
Один из подходов заключался в кормлении мышей с митохондриальным дефектом диетой с высоким содержанием жиров. Как объясняет Гарсия-Прието, цель состояла в том, чтобы «заставить сердечные клетки потреблять больше жирных кислот, чем сахаров, и таким образом« обойти »митохондриальный дефект.«Исследователи отметили, что диета с высоким содержанием жиров восстанавливает нормальный метаболизм клеток и что, несмотря на наличие митохондриального дефекта, сердце восстановило свою нормальную функцию. Результаты исследования показывают, что такой подход препятствует развитию заболевания и увеличивает продолжительность жизни мышей с митохондриальным дефектом.
Терапевтическое значение
Профилактика дилатационной кардиомиопатии на модели мышей путем кормления диетой с высоким содержанием жиров сигнализирует о прогрессе в понимании механизмов, участвующих в сердечных заболеваниях, и имеет значение для будущей разработки методов лечения этого состояния. Ибанез считает, что «этот результат подтверждает необходимость направить больше ресурсов на фундаментальные исследования, которые расширяют знания о биологических системах на молекулярном уровне, чтобы лучше понять их и, таким образом, иметь возможность решать проблемы, возникающие у пациентов."
Валентин Фустер, М.D., Ph.D., Генеральный директор CNIC предупреждает о необходимости осторожности при интерпретации этих результатов: «Мы знаем, что диета, богатая жирами, представляет угрозу для здоровья, поскольку увеличивает заболеваемость атеросклерозом. Возможность того, что такая диета может быть полезной в определенных случаях сердечных заболеваний, очень вызывающая и привлекательная. Однако необходимо провести много трансляционных исследований, прежде чем эти результаты можно будет считать окончательными. Тем не менее, эта многоцентровая исследовательская программа должна продолжаться, и, возможно, в среднесрочной перспективе мы сможем ответить на этот вопрос и, возможно, в конечном итоге ниспровергнуть другую устоявшуюся парадигму."
Следующим шагом будет исследование эффекта диетического вмешательства у пациентов с дилатационной кардиомиопатией. Это исследование будет завершено в ближайшие годы, — указывает д-р.
Ibanez, благодаря проектам CNIC, осуществляемым в партнерстве со специализированными больницами, таким как совместная программа CNIC и университетской больницы Fundacion Jimenez Diaz в Мадриде. Этот проект, координируемый Ibanez, исследует применение и преимущества у пациентов с сердечными заболеваниями и другими состояниями. По мнению Фустера, «это наглядный пример того типа совместных и трансляционных исследований, которые предпочитает CNIC, в которых исследовательские группы с разными интересами и взглядами сотрудничают над клиническими проблемами, которые нелегко решить командам, работающим изолированно."