Ученые МГУ изучили окислительно-восстановительный статус неонатальных и взрослых кардиомиоцитов в условиях кислородно-глюкозной депривации и обнаружили различия в их реакции на условия недостатка кислорода, что приближает к пониманию механизмов устойчивости клеток к гипоксии, возникающей при ишемической болезни сердца (ИБС). Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Free Radical Biology and Medicine.
ИБС вызывается нарушениями в кровоснабжении сердца и может проявляться в виде инфаркта миокарда, стенокардии, сердечной недостаточности. При ограниченном поступлении крови к клеткам они получают меньшее количество кислорода, т.е. находятся в состоянии гипоксии.
Считается, что окислительным стрессом вызваны многие болезни сердца, но активные формы кислорода (АФК) выполняют функции сигнальных молекул — участников различных сигнальных каскадов. В норме количество АФК контролируется антиоксидантными системами, которые перерабатывают их в менее токсичные формы. Избыток активных форм кислорода опасен тем, что эти соединения являются высоко реакционноспособными и вступают в реакции с липидами, белками и ДНК, вызывая их повреждение. Нарушение баланса между генерацией АФК и работой антиоксидантных систем приводит к окислительному стрессу и развитию болезни.
Один из основных источников активных форм кислорода в кардиомиоцитах (мышечных клетках сердца) — дыхательная цепь митохондрий. При ишемической болезни сердца нарушается работа участников электрон-транспортной цепи (ЭТЦ), из-за чего они производят слишком много АФК. Считается, что причиной некорректной работы является не сама гипоксия, а реперфузия — восстановление притока крови к органу.
Разработка генетически кодируемых сенсоров — белковых молекул, состоящих из сенсорного и репортерного доменов, меняющих конформацию в присутствии целевых молекул или ионов, что отражается в изменении флуоресцентного сигнала, позволила вывести исследования, в частности, окислительного стресса на новый уровень.
Несмотря на актуальность изучения ишемической болезни сердца, влияние АФК на развитие этой патологии исследовано мало. Авторы новой работы решили подробнее рассмотреть влияние окислительного стресса на кардиомиоциты, выделенные из сердец новорожденных и взрослых крыс. Они проследили динамику изменения флуоресцентного сигнала сенсоров при гипоксии и последующей реперфузии в неонатальных и зрелых кардиомиоцитах.
Было установлено, что условия, приводящие к генерации супероксид-анион радикала в дыхательной цепи митохондрий, могут не влиять на образование пероксида водорода. Полученные результаты показывают, что следует пересмотреть участие пероксида водорода в окислительном стрессе, развивающемся в условиях гипоксии.
