Tauku audu un simpātisko neironu mijiedarbība veicina sirds aritmiju rašanos

Nesenā pētījumā, kas publicēts žurnālā Cell Reports Medicine, tika atklāta saikne starp apnojas gadījumu biežumu ātro acu kustību (REM) miega laikā un verbālās atmiņas traucējumu pakāpi gados vecākiem pieaugušajiem, kuriem ir risks saslimt ar Alcheimera slimību. Verbālā atmiņa attiecas uz kognitīvajām spējām saglabāt un atcerēties informāciju, kas sniegta mutiski vai rakstiski, un tā ir īpaši neaizsargāta pret Alcheimera slimību.

Ķīnas zinātnieku grupas veiktā pētījumā, izmantojot adipocītu, kardiomiocītu un simpātisko neironu kopkultūru in vitro, tika pētīta epikardiālo taukaudu un simpātiskās nervu sistēmas neatkarīgā saistība ar sirds aritmiju. Viņi atklāja, ka taukaudu-nervu sistēmas asij ir svarīga loma aritmoģenēzē.

Elektrisko impulsu veidošanās un vadītspējas traucējumi, ko izraisa elektriskās vai strukturālās anomālijas sirdī, var izraisīt sirds aritmijas. Šīs anomālijas var būt gan ģenētiskas, gan saistītas ar iegūtu sirds slimību. Pētījumi liecina, ka simpātiskajiem neironiem ir nozīmīga loma sirds aritmijas patogenezē. Patoloģisku elektrisko ķēžu aktivācija un sirds kambaru repolarizācijas traucējumi, ko izraisa nepareiza simpātiskās nervu sistēmas stimulācija, ir saistīti ar sirds kambaru fibrilāciju un tahikardiju, priekškambaru fibrilāciju un pat sirdsdarbības traucējumu izraisītu nāvi.

Jaunākie pētījumi arī liecina, ka epikardiālie taukaudi ir cieši saistīti arpriekškambaru fibrilācijas, kambaru fibrilācijas un kambaru tahikardijas rašanos. Turklāt, tā kā epikardiālie taukaudi atrodas blakus miokardam, un audi neatdala to kontaktu, epikardiālo taukaudu izdalītie iekaisuma citokīni un adipokīni var mainīt elektrisko un sirds struktūru. Tomēr joprojām nav skaidrs, vai epikardiālie taukaudi un simpātiskie neironi mijiedarbojas un kā to mijiedarbība ietekmē aritmoģenēzi.

Par pētījumu Šajā pētījumā zinātnieki pārvarēja ierobežojumus, ko radīja piemērotu cilvēku slimību modeļu trūkums un grūtības iegūt un palielināt pietiekamu daudzumu sirds, nervu un taukaudu, in vitro ģenerējot kardiomiocītus, adipocītus un simpātiskos neironus no cilmes šūnām un izveidojot kopkultūras modeļus, lai pētītu epikardiālo taukaudu un simpātisko neironu mijiedarbību un to ietekmi uz kardiomiocītiem.

Plazmas paraugi tika iegūti no 53 dalībnieku perifērās vēnas un koronārā sinusa, tostarp veseliem kontroles grupas dalībniekiem un pacientiem ar paroksizmālu vai pastāvīgu priekškambaru fibrilāciju. Epikardiālie taukaudi tika iegūti arī no pacientiem ar pastāvīgu priekškambaru fibrilāciju, kuriem bija veikta atklāta sirds operācija.

Šūnu līniju un kultūru izveidei tika izmantotas cilvēka pluripotentās cilmes šūnas un inducētas pluripotentās cilmes šūnas, kas iegūtas no adipogēnām cilmes šūnām, cilvēka embrionālajām cilmes šūnām un embrionālajiem fibroblastiem. Simpātisko neironu iegūšanai tika izmantota secīga indukcijas stratēģija, kur neironu šūnas tika iegūtas no cilvēka pluripotentām cilmes šūnām un pēc tam kultivētas diferenciācijas vidē.

Adipogēnās cilmes šūnas tika kultivētas adipocītu diferenciācijas vidē, lai veiktu adipocītu diferenciāciju un ģenerētu epikardiālus taukaudus. Balto, brūno un bēšo taukaudu marķieru ekspresijas mērīšanai tika izmantota kvantitatīvā reversās transkripcijas polimerāzes ķēdes reakcija (qRT-PCR). Kardiomiocītu ģenerēšanai no cilvēka pluripotentām cilmes šūnām tika izmantota divdimensiju monoslāņa diferenciācijas tehnika.

Rezultāti Rezultāti parādīja, ka kardiomiocīti, kas kultivēti kopā ar epikardiālajiem taukaudiem un simpātiskajiem neironiem, bet ne ar vienu no tiem, uzrādīja ievērojamas elektriskās anomālijas, aritmisku fenotipu un traucētu kalcija jonu (Ca2+) signalizāciju.

Turklāt pētījums parādīja, ka epikardiālo taukaudu izdalītais leptīns var aktivizēt simpātisko neironu neironu neiropeptīda Y izdalīšanos. Šis neiropeptīds saistās ar Y1 receptoru kardiomiocītos un izraisa sirds ritma traucējumus, ietekmējot kalcija/kalmodulīna atkarīgās proteīnkināzes II (CaMKII) un nātrija (Na2+)/kalcija (Ca2+) apmaiņas vielmaiņas aktivitāti.

Secinājums Kopumā rezultāti norādīja, ka mijiedarbība starp epikardiālajiem taukaudiem un simpātiskajiem neironiem izraisa aritmisku fenotipu kardiomiocītos. Pētījums parādīja, ka šo fenotipu izraisa simpātisko neironu stimulācija ar adipocītos izdalīto leptīnu, kas noved pie neiropeptīda Y izdalīšanās. Šis neiropeptīds saistās ar Y1 receptoru un ietekmē CaMKII un Na2+/Ca2+ apmaiņas vielas aktivitāti, izraisot patoloģiskus sirds ritmus.