Choroby srdca a ciev majú celosvetovo stúpajúci trend. Významne zhoršujú kvalitu života a zvyšujú úmrtnosť v celej populácii. Výskumníčka Narcisa Tribulová z Centra experimentálnej medicíny SAV je presvedčená, že tak, ako medzi sebou komunikujú ľudské komunity a spoločnosti, navzájom komunikujú aj srdcové bunky (kardiomyocyty).
„Komunikáciu medzi srdcovými bunkami sprostredkúvajú kanály, ktoré sú tvorené proteínmi nazývanými konexíny. Konexínové kanály sú esenciálne pre prenos elektrického signálu (ktorý spontánne vzniká v sinoatriálnom uzle) a pre šírenie molekulárnych signálov medzi susednými kardiomyocytmi. Tým komunikačné kanály zabezpečujú synchronizovanú rytmickú činnosť srdca,“ vysvetľuje RNDr. Narcisa Tribulová, DrSc. z Centra experimentálnej medicíny SAV a Ústavu pre výskum srdca SAV.
Srdcový sval (myokard) je podľa odborníčky pumpou života, ktorá zlyháva, ak je narušená medzibunková komunikácia v dôsledku rôznych patofyziologických stavov (napr. vysoký krvný tlak, zvýšený LDL-cholesterol, cukrovka, obezita, hypertyreóza, zvýšená pretrvávajúca fyzická záťaž a iné).
„Poukazujú na to naše predchádzajúce publikované štúdie a práce iných. Znížené hladiny konexinu-43 v srdci a zmeny v jeho lokalizácii zistené pri srdcovo-cievnych ochoreniach u ľudí a experimentálnych zvierat ohrozujú funkciu komunikačných konexínových kanálov, a tým sa významne podieľajú na vzniku život ohrozujúcich porúch rytmu. Tieto môžu byť príčinou náhlej srdcovej smrti,“ spresňuje odborníčka, ktorej výskumný tím postuloval hypotézu, že ochrana komunikačných kanálov by mohla prispieť aj k ochrane funkcie srdcového svalu.
Lepšia medzibunková komunikácia srdcu pomáha pri záťaži
Vedci sa v rámci projektu s názvom Skúmanie regulačných mechanizmov medzibunkovej komunikácie v srdci pre cielenú ochranu pred jeho funkčným zlyhaním snažia objasniť reguláciu medzibunkovej komunikácie zabezpečovanej konexínom-43 v srdcovom svale laboratórneho potkana.
„Zistili sme, že zväčšenie srdcového svalu (hypertrofia) v dôsledku záťaže vyvolanej graviditou je sprevádzané nielen lepším prekrvením, ale aj zvýšenými hladinami konexínu-43. Podobne tomu bolo aj v prípade vystaveniu organizmu záťaži vyvolanej nedostatkom kyslíka pri vyšších nadmorských výškach. Zvýšené hladiny zabezpečujúce lepšiu medzibunkovú komunikáciu prispievali k ochrane funkcie srdca pri jeho zaťaží,“ uvádza Narcisa Tribulová.
Úlohu zohráva starnutie aj obezita
Riešiteľský tím tiež odhalil, že starnutím dochádza k poklesu množstva srdcového konexínu-43 a mení sa zloženie medzibunkového priestoru, ktoré prispieva k zhoršeniu medzibunkovej komunikácie. „Tieto zmeny sa s veľkou pravdepodobnosťou podieľajú na vekom progredujúcej náchylnosti srdca na poruchy rytmu, ktoré výrazne ohrozujú činnosť srdca.“
Obezita vyvolaná vysoko kalorickou diétou u samíc potkanov má okrem iného za následok zníženie hladín konexínu-43 a jeho abnormálnu lokalizáciu. Z toho vyplýva zvýšenie rizika výskytu porúch rytmu a zhoršenie funkcie srdca.
Látky, ktoré chránia srdcový sval
Vedci zistili, že aplikácia melatonínu (ktorý si organizmus sám produkuje), konzumácia červeného palmového oleja (ktorý je bohatý na antioxidačné látky) a omega-3 polynenasýtených mastných kyselín (ktoré sú stavebnými zložkami bunkových membrán) má priaznivé účinky na medzibunkovú komunikáciu.
„Výsledky potvrdzujú negatívny dopad abnormalít medzibunkovej komunikácie v srdci v kontexte výskytu život ohrozujúcich porúch rytmu. V protiklade s tým, prevencia týchto abnormalít aktiváciou endogénnych mechanizmov alebo eliminácia abnormalít testovanými látkami redukuje výskyt porúch srdcového rytmu. Výsledky tiež poukazujú na to, že nezdravý životný štýl, ktorý prispieva k obezite, cukrovke a vysokému krvnému tlaku, je sprevádzaný nedostatkom látok, ktoré chránia srdce a zvyšujú jeho odolnosť voči poškodeniu a funkčnému zlyhaniu. Preto sa odporúča najmä u pacientov so srdcovocievnymi ochoreniami monitorovať bazálne hladiny melatonínu a omega-3 mastných kyselín v krvi a zvážiť ich užívanie v rámci liečby,“ poznamenáva zodpovedná riešiteľka projektu.
Odhaľovanie biomarkerov porúch srdcového rytmu
Výsledky dosiahnuté pri riešení projektu podľa výskumníčky obohacujú vedecké poznanie, a tým prispievajú k pokroku v základnom výskume v danej vednej oblasti. Okrem toho sú využiteľní pri ďalšom výskume.
„Nové poznatky zistené v experimentálnych podmienkach podnecujú cielený klinický výskum, a tým overenie ich aplikácie v klinickej praxi (napr. vplyv suplementácie melatonínom a omega-3 u pacientov s kardiovaskulárnym ochorením). V spolupráci s NÚSCH riešime spoločné projekty zamerané na odhalenie nových diagnostických a prognostických biomarkerov porúch srdcového rytmu. Inovácia prístupov v prevencii a liečbe ochorení srdca je stále aktuálna a nevyhnutná pre lepšiu ochranu zdravia a života človeka.“
V rámci experimentálneho výskumu by vedci chceli overiť hypotézu o účasti konexínových kanálov v prenose signálov zvnútra kardiomyocytu navonok do extracelulárneho priestoru.
„Abnormality v tomto priestore významne prispievajú k vzniku porúch rytmu a zlyhávaniu funkcie srdca. V rámci aplikačného výskumu by sme chceli identifikovať plazmatické markery súvisiace s abnormalitami medzibunkovej komunikácie v srdci,“ dodáva expertka.
Výskum prebiehal v spolupráci s domácimi a zahraničnými inštitúciami:
Národný ústav srdcovocievnych chorôb (NÚSCH), Prírodovedecká fakulta UK, Lekárska fakulta UK v Bratislave, Lekárska fakulta, Fukuoka University vo Fukuoka, Japonsko, Lekárska fakulta Národnej univerzity de Cuyo v Mendoze, Argentína, Max-Delbruck Centrum v Berlíne, Nemecko, Fyziologický ústav Bogomolca v Kyjeve, Ukrajina, Fyziologický ústav AV ČR v Prahe, Prírodovedecká fakulta KU v Prahe.
Projekt s názvom „Skúmanie regulačných mechanizmov medzibunkovej komunikácie v srdci pre cielenú ochranu pred jeho funkčným zlyhaním“ je finančne podporený Vedeckou grantovou agentúrou MŠVVaŠ SR a SAV pre riešené obdobie 2016 – 2019.
Odborný garant textu: RNDr. Narcisa Tribulová, DrSc., Centrum experimentálnej medicíny SAV, Ústav pre výskum srdca SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /frolicsomepl; geraldoswald62/
Uverejnila: VČ