Для нормального функціонування людського організму необхідний постійний потік енергії у вигляді аденозинтрифосфату (АТФ). Цикл трикарбонової кислоти (TCA), важливий процес утворення АТФ в мітохондріях, є основним центром метаболітів і забезпечує тонкий баланс між його циклічними проміжними продуктами, які називають «метаболічним потоком». Вважається, що цей потік порушується при захворюваннях, пов’язаних із серцем, як-от ішемія міокарда (ІМ), при якій приплив крові до серця зменшується, а серцеві м’язи або кардіоміоцити отримують достатньо кисню. Знижений синтез АТФ і посилений розпад глюкози, або «гліколіз», відзначають ІМ, але маніпулювати циклом ТЦА для стратегій лікування важко.
Екстракт гінкго білоба L. (GBE), який містить активний компонент білобалід, зазвичай використовується як популярний фітопрепарат для лікування ішемічної хвороби серця, але точний механізм його дії невідомий. Вчені під керівництвом професора Цзіньланя Чжана з Китайського інституту Materia Medica в новому дослідженні успішно розкрили науку, яка лежить в основі кардіопротекторних ефектів GBE. «Регуляція енергетичного метаболізму за допомогою GBE привернула нашу увагу, оскільки серце працює безперервно і потребує енергії для живлення кровоносної системи», - каже професор Чжан.
Дослідження, опубліковане в Journal of Pharmaceutical Analysis, показує, як блокується перенесення вуглецю від гліколізу до циклу TCA в кардіоміоцитах, уражених ІМ. Вчені виявили, що потік TCA був явно порушений в цих клітинах, які вважали за краще використовувати альтернативні джерела вуглецю, а не глюкозу для забезпечення постійного постачання енергії. Незважаючи на це, блокування та порушення вироблення АТФ не вдалося запобігти в пошкоджених клітинах. Ішемізовані кардіоміоцити містили більшу кількість ферментів, які перетворювали джерела вуглецю в метаболіти, як до, так і під час циклу TCA, що могло призвести до накопичення метаболітів і порушення метаболічного потоку, оскільки вони не могли увійти в цикл у надлишку.
Цікаво, що при лікуванні пошкоджених клітин GBE автори виявили, що білобалід може захищати мітохондрії та зберігати генерацію АТФ. Рівні ферменту в оброблених клітинах знизилися і запобігли накопиченню метаболітів, посилили метаболічний потік і знизили тиск на клітини серця. Ця модуляція метаболічного потоку в клітинах, оброблених GBE, відрізняється від механізмів, про які повідомлялося раніше.
Потім вони дослідили тканину міокарда щурів, оброблених GBE, які показали менше ознак ураження ІМ, ніж зразки необробленої тканини. Результати узгоджувалися з результатами клітин, уражених ISO, що вказує на те, що білобалід захищає серцеві м’язи.
Хоча дослідження метаболічних препаратів при ІМ нещодавно набули популярності, до успіху ще далеко. Результати лікування білобалідом, отримані в цьому дослідженні, не тільки дають більше доказів метаболічної патології ІМ, але також є джерелом натхнення для нових методів лікування травами.
«ІМ є серйозною небезпекою для здоров’я людини в усьому світі, і з’ясування його патофізіології та потенційних терапевтичних методів лікування є важливим», – каже професор Чжан. «Наші висновки виглядають багатообіцяючими, і ми очікуємо, що це дослідження метаболічного механізму та матеріальної основи в терапії ІМ буде черпати натхнення», — підсумовує вона.
ЩО ВІДНЯТИ З ЦІЄЇ СТАТТІ:
- The tricarboxylic acid (TCA) cycle, an important ATP-producing process in the mitochondria, is a major hub of metabolites and ensures a fine balance between its cyclic intermediates, referred to as the ‘metabolic flux.
- Ischemic cardiomyocytes contained larger quantities of enzymes that converted carbon sources to metabolites, both before and during the TCA cycle, which might have caused the metabolites to accumulate and disturb the metabolic flux, since they could not enter the cycle in excess.
- The study, which was published in the Journal of Pharmaceutical Analysis, reveals how carbon transfer from glycolysis to the TCA cycle is blocked in MI-affected cardiomyocytes.
