Az emberi test normál működéséhez egyenletes energiaáramlásra van szükség adenozin-trifoszfát (ATP) formájában. A trikarbonsav (TCA) ciklus, amely egy fontos ATP-termelő folyamat a mitokondriumokban, a metabolitok fő csomópontja, és finom egyensúlyt biztosít a ciklikus köztitermékei között, amelyet „metabolikus fluxusnak” neveznek. Úgy gondolják, hogy ez a fluxus károsodik a szívvel kapcsolatos rendellenességekben, például a szívizom iszkémiában (MI), amikor a szív véráramlása csökken, a szívizmok vagy a kardiomiociták nem kapnak elegendő oxigént. A csökkent ATP-szintézis és a fokozott glükózlebomlás, vagy „glikolízis” jelzi az MI-t, de a TCA-ciklus manipulálása a kezelési stratégiák szempontjából nehéz.
A bilobalid hatóanyagot tartalmazó Ginkgo biloba L. kivonatot (GBE) általánosan népszerű gyógynövényként használták az ischaemiás szívbetegségek kezelésében, de pontos hatásmechanizmusa nem ismert. Jinlan Zhang professzor vezette tudósok, a kínai Materia Medica Intézet munkatársai egy új tanulmányban sikeresen feltárták a GBE kardioprotektív hatásai mögött meghúzódó tudományt. „A GBE energia-anyagcseréjének szabályozása felkeltette a figyelmünket, mivel a szív folyamatosan működik, és energiára van szüksége a keringési rendszer működéséhez” – mondja Zhang professzor.
A Journal of Pharmaceutical Analysis című folyóiratban megjelent tanulmány feltárja, hogy a glikolízisből a TCA-ciklusba történő szénátvitel hogyan blokkolódik az MI-vel érintett kardiomiocitákban. A tudósok felfedezték, hogy a TCA fluxusa egyértelműen megzavart ezekben a sejtekben, amelyek inkább alternatív szénforrásokat használtak, nem pedig glükózt, hogy állandó energiaellátást biztosítsanak. Ennek ellenére az elzáródást és a károsodott ATP-termelést a sérült sejtekben nem tudták elhárítani. Az ischaemiás kardiomiociták nagyobb mennyiségben tartalmaztak olyan enzimeket, amelyek a szénforrásokat metabolitokká alakították, mind a TCA-ciklus előtt, mind alatt, ami a metabolitok felhalmozódását okozhatta, és megzavarhatta az anyagcsere-fluxust, mivel nem tudtak feleslegben belépni a ciklusba.
Érdekes módon a sérült sejteket GBE-vel kezelve a szerzők azt találták, hogy a bilobalid képes megvédeni a mitokondriumokat és megőrizni az ATP képződését. A kezelt sejtekben az enzimszintek csökkentek, és megakadályozták a metabolitok felhalmozódását, fokozták a metabolikus fluxust, és csökkentették a szívsejtekre nehezedő nyomást. A GBE-kezelt sejtekben a metabolikus fluxus ezen modulálása eltér a korábban bejelentett mechanizmusoktól.
Ezután megvizsgálták a GBE-vel kezelt patkányok szívizomszövetét, amely kevesebb MI-károsodást mutatott, mint a kezeletlen szövetminták. Az eredmények összhangban voltak az ISO-sérült sejtek eredményeivel, ami azt jelzi, hogy a bilobalid védi a szívizmokat.
Bár az MI-ben végzett metabolikus gyógyszerkutatás a közelmúltban felerősödött, a siker még mindig messze van. A tanulmányban kapott bilobalid kezelés eredményei nemcsak több bizonyítékot szolgáltatnak az MI anyagcsere-patológiájáról, hanem inspirációt is adnak új gyógynövényes terápiákhoz.
„Az MI komoly kockázatot jelent az emberi egészségre szerte a világon, és kórélettanának és lehetséges terápiás kezeléseinek tisztázása elengedhetetlen” – mondja Zhang professzor. „Eredményeink ígéretesnek tűnnek, és azt várjuk, hogy ihletet merítsünk ebből a kutatásból az MI terápiájának metabolikus mechanizmusára és anyagi alapjaira vonatkozóan” – összegzi.
MIT KELL ELVENI A CIKKBŐL:
- 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.
