Ученые расшифровывают ключевой механизм гипоксии

Исследователи из Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) и Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (IIS Princesa) сделали большой шаг вперед в расшифровке механизма, с помощью которого увеличивается продукция активных форм кислорода (ROS) на ранних этапах гипоксии ( резкое снижение кислорода в тканях). Открытие представляет собой важный шаг вперед в понимании физиологии клетки и может быть использовано в будущем для лечения различных заболеваний, в которых играет роль гипоксия, таких как инсульт и сердечный приступ.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature , является плодом партнерства групп, возглавляемых доктором Антонио Мартинесом из больницы Санта-Кристина (часть IIS Princesa) и доктором Хосе Антонио Энрикесом из CNIC. Исследование проводилось доктором Пабло Эрнансанц-Агустин, докторантом CNIC.

В большинстве эукариотических клеток энергия генерируется за счет потребления кислорода в системе митохондриального окислительного фосфорилирования (OXPHOS). Доктор Энрикес сказал: «Потребление кислорода этой системой приводит к образованию активных форм кислорода (АФК), группы молекул, которые до недавнего времени считались метаболическими токсинами».

Однако теперь известно, что при производстве в небольших количествах эти реактивные частицы действуют как сигналы, запускающие клеточную адаптацию. Таким образом, продолжает д-р Энрикес, «падение концентрации кислорода запускает быстрое образование АФК, которые инициируют адаптивный ответ клеток на недостаток кислорода». Нобелевская премия по физиологии и медицине 2019 года была присуждена ученым, открывшим механизм, с помощью которого клетки реагируют на устойчивую гипоксию., Этот долгосрочный ответ опосредуется фактором, индуцируемым гипоксией (HIF). Но у организма есть другие, более быстрые способы реагирования на гипоксию, которые не зависят от HIF и опосредуются ROS. Точный механизм увеличения производства АФК на ранних стадиях гипоксии все еще неясен, но новое исследование делает важный шаг вперед в определении этого процесса.

«Мы показали, что ионы натрия действуют как вторичные посредники, которые регулируют функцию митохондрий, в частности, функцию митохондриальной цепи транспорта электронов (ETC), индуцируя контролируемое производство ROS», – пояснил д-р Хернансанц.

Этот механизм производства АФК «является основополагающим для способности малого круга кровообращения реагировать на гипоксию путем перераспределения кровотока в области с меньшим орошением, явление, известное как гипоксическая вазоконстрикция легких», – объяснил доктор Мартинес.

Некоторые результаты исследования предоставляют важную информацию о физиологии клетки. Во-первых, исследование показывает, что митохондриальный натрий регулирует текучесть клеточных мембран. Раньше это было неизвестно и могло иметь серьезные последствия для понимания множества клеточных процессов.

Второе важное открытие, объяснил д-р Энрикес, заключается в том, что «митохондриальные суперкомплексы ETC играют важную роль в этом процессе, принимая структурные конформации, которые чувствительны или нечувствительны к натрию, тем самым гарантируя, что действие натрия нетоксично».

Доктор Мартинес добавил, что поступлению натрия предшествует солюбилизация отложений кальция внутри митохондрий. Эти кальциевые структуры были впервые описаны более 50 лет назад, но их функция до сих пор была неизвестна.

Доктор Мартинес пришел к выводу, что «исследование показывает, что ингибирования митохондриального Ca2 + / Na + -обмена NCLX достаточно, чтобы блокировать этот путь, предотвращая адаптацию к гипоксии». Это открытие указывает на то, что NCLX может быть будущей терапевтической мишенью для заболеваний, в которых играет роль гипоксия.

Результаты исследования показывают, что натрий контролирует функцию OXPHOS и передачу клеточных сигналов при гипоксии посредством неожиданного взаимодействия с фосфолипидами, что имеет серьезные последствия для клеточного метаболизма.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector