Ученые из Института молекулярной биологии
имени В. А. Энгельгардта совместно с коллегами-медиками обнаружили, что
производные глутатиона, участвующего в защите организма от окислительного
стресса, восстанавливают работу сердца, нарушенную нехваткой кислорода.
Применение этих веществ поможет дополнительно защитить сердечную мышцу при
кардиохирургических операциях и в перспективе позволит улучшить профилактику
заболеваний сердца. Работа опубликована
в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом
Российского научного фонда.
Гипоксия миокарда
(недостаточное поступление кислорода к сердечной мышце) – частое состояние,
возникающее как при сердечно-сосудистых заболеваниях, так и при некоторых
методах их лечения: при ишемической болезни, инфаркте миокарда, операциях на
открытом сердце, при хранении донорского органа перед трансплантацией. В
результате происходит нарушение сократительной функции. Несмотря на то, что за
последние десятилетия медицинская наука шагнула вперед, до сих пор не решены задачи, касающиеся защиты сердца при резком изменении
уровня кислорода.
В своей работе
исследователи выяснили, что производные глутатиона предотвращают повреждение
кардиомиоцитов (клеток сердца) крыс в условиях гипоксии. Трипептид глутатион –
один из главных регуляторов окислительно-восстановительного баланса клетки, он
участвует в защите внутриклеточных белков от окислительного повреждения
активными формами кислорода (АФК). Образование АФК увеличивается при острой
гипоксии и еще сильнее возрастает при последующем восстановлении нормального
уровня кислорода (реоксигенации). Окислительное повреждение систем ионного
транспорта приводит к тому, что кардиомиоциты теряют способность к нормальному
ритмичному сокращению. Производные глутатиона предотвращают необратимое
окисление систем ионного транспорта, а также корректируют их активность, что
позволяет сохранить нормальную сократимость кардиомиоцитов и сердечный ритм.
Вещество, продемонстрировавшее лучшее защитное действие на изолированных
кардиомиоцитах, в экспериментах на целом сердце более чем на треть ускорило
восстановление его сократительной активности до нормального уровня после
гипоксии.
Полученные
данные позволили разработать метод защиты клеток от повреждения при гипоксии и
ишемии с помощью производных глутатиона, защищающих системы ионного транспорта
клеток от необратимого окисления и изменения их активности. Этот метод
позволяет увеличить продолжительность нормальной сократимости клеток сердца в
условиях острой гипоксии более чем в пять раз.
«В настоящее
время производные глутатиона, показавшие свою эффективность на кардиомиоцитах и
модели изолированного сердца крыс, проходят дальнейшее тестирование в
Национальном медицинском исследовательском центре кардиологии Минздрава России.
Целью исследования стало снижение повреждения ткани миокарда при кратковременной
ишемии. В перспективе такие соединения могут быть использованы для повышения
эффективности консервации донорских органов, в частности сердца. Добавление
этих веществ в защитные растворы, применяемые при операциях на остановленном
сердце, таких как коррекция пороков сердца, аорто-коронарное шунтирование и
трансплантация, позволит уменьшить степень повреждения органа при
восстановлении тока крови, снизить частоту постоперационных аритмий. Мы
рассчитываем, что производные глутатиона можно будет применять для профилактики
ишемической болезни, инфаркта миокарда и хронической сердечной
недостаточности», – рассказывает Ирина Петрушанко, кандидат
физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института молекулярной
биологии имени В. А. Энгельгардта Российской академии наук.
В работе также принимали участие ученые из Первого Московского
государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, Национального
медицинского исследовательского центра кардиологии и Волгоградского
государственного медицинского университета.
Картинка: Производные глутатиона защищают ионные транспортеры от
повреждения в условиях гипоксии и позволяют сохранять нормальную сократимость
кардиомиоцитов. Источник: Ирина Петрушанко