Сердечные заболевания, такие как ишемическая болезнь сердца, нарушение кровообращения из-за сужения коронарных артерий, сердечная недостаточность и сердечный приступ, часто приводят к потере клеток сердечной мышцы. Эти клетки имеют решающее значение для функционирования сердца, поскольку они отвечают за сокращение и, следовательно, за кровообращение. У здорового человека клетки сердечной мышцы могут обновляться на 0,5 процента в год. Однако у больных людей способность сердца к регенерации нарушена, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем.
Исследовательская группа под руководством прив.доц. доктора Олафа Бергманна, руководителя рабочей группы «Регенеративная фармакология» в Институте фармакологии и токсикологии в Центре сердца Университета медицины Геттингена (UMG), изучала, как происходит обновление клеток сердечной мышцы у пациентов с прогрессирующей сердечной недостаточностью. Исследователи смогли показать, что регенерация клеток сердечной мышцы у этих пациентов сильно ограничена – в 18-50 раз ниже, чем у здоровых сердец. Кроме того, исследовательская группа исследовала, влияет ли регенерация клеток сердечной мышцы на поддержку так называемой левой системы поддержки сердца (LVAD). LVAD — это механический насос, который помогает ослабленному сердцу перекачивать кровь по всему телу. Он прикрепляется хирургическим путем к левому желудочку, главной камере сердца, и выполняет часть насосной функции. „Было обнаружено, что у пациентов, получавших LVAD, частота обновления клеток сердечной мышцы была более чем в шесть раз выше, что сопровождалось значительными улучшениями функции и структуры сердца“, — говорит д-р Бергманн. Результаты исследования были опубликованы в престижном научном журнале «Circulation».
Об исследовании
В ходе исследования были изучены образцы тканей сердца, взятые у 52 пациентов с прогрессирующей сердечной недостаточностью. 28 этих пациентов перед извлечением сердца лечили с помощью устройства поддержки левого сердца (LVAD), что означает, что ослабленному сердцу была оказана механическая помощь перед извлечением. Остальные 24 пациента не получали лечения до взятия сердца. Всем 52 пациентам было пересажено новое сердце после удаления сердца.
Чтобы измерить обновление клеток сердечной мышцы, исследователи использовали инновационный метод: они проанализировали количество радиоактивного углерода, изотопа С-14, в ДНК клеток сердечной мышцы. Этот радиоактивный углерод был выброшен в атмосферу во время испытаний ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах. Следы этого углерода все еще можно обнаружить в ДНК людей и, следовательно, в ДНК клеток сердечной мышцы. После запрета испытаний ядерного оружия количество атмосферного радиоуглерода в ДНК снова снизилось. Используя обнаруженное радиоактивное количество этого углерода в ДНК каждого пациента, исследователи во главе с доктором Бергманном смогли использовать математическую модель для расчета возраста клеток сердечной мышцы и, следовательно, скорости обновления.
В образцах сердечной ткани 15 из 28 пациентов, получавших LVAD, можно было измерить в шесть раз более высокую скорость обновления клеток сердечной мышцы по сравнению с образцами сердечной ткани здоровых людей. Остальные 13 пациентов с LVAD не ответили на лечение и, как и 24 нелеченных пациента с тяжелой сердечной недостаточностью, показали в 18-50 раз более низкую регенерацию по сравнению со здоровыми сердцами. Вероятно, причиной улучшения с помощью LVAD является механическая разгрузка, которая снижает давление на ослабленное сердце и способствует лучшему восстановлению сердечной функции. Результатом также является так называемое “обратное ремоделирование», обратное ремоделирование, при котором патологическое увеличение сердечной мышцы частично устраняется. «LVAD позволяет сердцу восстановиться. Это, в свою очередь, повышает энергоэффективность и, таким образом, предположительно способствует регенерации клеток сердечной мышцы, что невозможно было наблюдать в образцах без механической поддержки“, — говорит д-р Бергманн.
«Определение радиоактивного углерода позволило нам точно определить процесс обновления клеток сердечной мышцы. Полученные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на низкие показатели возобновления при тяжелой сердечной недостаточности, существует значительный регенеративный потенциал, который можно использовать терапевтически. Эти результаты открывают новые перспективы для лечения сердечных заболеваний и могут привести к более эффективным методам лечения, способствующим регенерации сердца в будущем“, — добавляет профессор д-р. Вольфрам-Хубертус Циммерманн, директор Института фармакологии и токсикологии UMG.
Источник: Медицинский центр Геттингенского университета
