به گزارش زیستنا به نقل از Phys.org، دانشمندان و پژوهشگران دانشگاه هوکایدو و همکارانشان در ژاپن موفق شدند تا سازوکارهایی را که طی آن‌ها نارسایی قلبی مزمن سبب می‌شود تا میتوکندری‌ها عملکرد خود را از دست دهند در سطح مولکولی بررسی کنند. یافته‌های این محققان در ژورنال PNAS منتشر شده است.
میتوکندری‌ها اندامک‌های کوچکی هستند که تقریباً در تمامی سلول‌ها یافت می‌شوند و مسئول تبدیل کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها به انرژی هستند تا نیروی لازم برای واکنش‌های بیوشیمیایی فراهم شود. مشخص شده است که نارسایی قلبی مزمن با اختلال عملکرد میتوکندری مرتبط است، اما در سطح مولکولی در مورد چگونگی بروز این رخداد هنوز ناشناخته‌های بسیاری وجود دارد.
گروهی پژوهشی شامل هیساتاکا سابه (Hisataka Sabe)، زیست‌شناس مولکولی از دانشگاه هوکایدو، متخصصان قلب و عروق، شینگو تاکادا (Shingo Takada) از دانشگاه هوکایدو و دانشگاه هوکوشو و شینتارو کینوگاوا (Shintaro Kinugawa) از دانشگاه کیوشو و همکارانشان فرآیندهای بیوشیمیایی را مطالعه کردند که در موش‌های مبتلا به نارسایی قلبی مزمن ناشی از آن اتفاق می‌افتد. برای این کار آن‌ها با کمک جراحی بخشی از خون‌رسانی به قلب این موش‌ها مسدود کردند. محققان به‌طور ویژه به سلول‌های قلب بیرون از مرزهای بافت مرده توجه کردند.
آن‌ها کاهش قابل‌توجهی در ترکیبی به نام سوکسینیل-کوآ (Succinyl-CoA) مشاهده کردند. این ماده واسطه‌ای در چرخه اسیدتری کربوکسیلیک (Tricarboxylic Acid Cycle) سلول است. این چرخه که درون میتوکندری روی می‌دهد، نقش مهمی در تجزیه مولکول‌های آلی برای آزاد کردن انرژی ایفا می‌کند.
بررسی‌های بیشتر نشان داد این کاهش میزان سوکسینیل-کوآ دست‌کم تا حدی در اثر مصرف بیش‌ازحد آن برای تولید هِم (Heme) بوده است که برای فسفوریلاسیون اکسیداتیو (Oxidative Phosphorylation) میتوکندری ضروری است. فرایند اخیر برای انتقال و تولید مولکول‌های ذخیره و حمل‌کننده انرژی به‌وسیله میتوکندری مورد نیاز است.
افزودن ترکیبی به نام ۵-آمینولوولینات اسید (۵-Aminolevulinate Acid) یا به‌اختصار ۵-ALA به آب آشامیدنی موش‌ها بلافاصله پس از قطع خون‌رسانی به بخشی از قلب، عملکرد قلب، توانایی دویدن روی دستگاه دوِثابت و بقای آن‌ها را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشید. این کار در سطح مولکولی، ظرفیت فسفوریلاسیون اکسیداتیو میتوکندری‌های عضله قلب را بهبود داده و به نظر می‌رسد که سوکسینیل-کوآ آن‌ها را بازیابی کرده باشد.
برای روشن شدن سایر عوامل مؤثر در کاهش مقادیر سوکسینیل-کوآ میتوکندریایی در نارسایی قلبی تحقیقات بیشتری لازم است. به‌عنوان نمونه، دانشمندان شواهدی را یافته‌اند که نشان می‌دهد سوکسینیل-کوآ ممکن است به‌منظور تجزیه کتون‌ها به‌عنوان منبع انرژی در میتوکندری‌های تحت تأثیر نارسایی قلبی، بیش‌ازاندازه مصرف شوند. بااین‌حال بررسی‌های بیشتری لازم است تا دریابیم چرا ممکن است این اتفاق بیفتد و آیا واقعاً ارتباط مستقیمی بین این دو وجود دارد یا خیر.
اعضای این گروه می‌گویند: «نتایج ما شناخت تغییرات متابولیکی جزئی را که در نارسایی قلبی مزمن روی می‌دهد افزایش می‌دهد و می‌تواند در توسعه پیشگیری و درمان طبیعی‌تر این عارضه نقش داشته باشد.» آن‌ها می‌افزایند: «علاوه بر این، همان‌گونه که در این مطالعه مشخص شد ترکیبی از مداخلات تغذیه‌ای که می‌تواند اشکالات متابولیکی روی‌داده در نارسایی قلبی مزمن را اصلاح کند و داروهای فعلی می‌توانند در درمان این بیماری بسیار مؤثر باشند.»
منبع: Phys.org
Journal Reference:
Takada, Shingo, Satoshi Maekawa, Takaaki Furihata, Naoya Kakutani, Daiki Setoyama, Koji Ueda, Hideo Nambu, et al. “Succinyl-CoA-Based Energy Metabolism Dysfunction in Chronic Heart Failure.” Proceedings of the National Academy of Sciences ۱۱۹, no. 41 (October 11, 2022): e2203628119. https://doi.org/10.1073/pnas.2203628119.