Исследование показывает, как низкий уровень кислорода в сердце предрасполагает людей к сердечной аритмии

Новое исследование показывает, как быстрое SUMOylation сердечных натриевых каналов на клеточной поверхности вызывает поздний натриевый ток в ответ на гипоксию, проблему, с которой сталкиваются многие люди с сердечными заболеваниями. Это открытие предлагает новые цели для терапии, чтобы предотвратить поздние течения и аритмию, связанную с сердечными приступами, хронической сердечной недостаточностью и другими опасными для жизни условиями с низким содержанием кислорода в сердце. Кредит: Медицинская школа UCI

Давно известно, что низкий уровень кислорода в сердце вызывает опасные для жизни аритмии, даже внезапную смерть. До сих пор не было понятно, как.

Новые результаты, полученные в исследовании под руководством Стива А. Н. Голдштейна, доктора медицинских наук, вице-канцлера по вопросам здравоохранения в Калифорнийском университете в Ирвине и выдающегося профессора кафедр педиатрии и физиологии и биофизики Медицинского факультета UCI основной механизм для этого опасного расстройства сердца.

«Наше исследование показывает, что в течение нескольких секунд при низких уровнях кислорода (гипоксия) белок, называемый небольшим убиквитиноподобным модификатором (SUMO), связывается с внутренней частью натриевых каналов, которые отвечают за запуск каждого сердцебиения», — сказал Гольдштейн. «И, хотя SUMOylated каналы открываются, как они должны, чтобы запустить сердцебиение, они вновь открываются, когда они должны быть закрыты. Результатом являются аномальные потоки натрия, которые предрасполагают к опасным сердечным ритмам».

Под названием «Гипоксия вызывает проаритмический поздний натриевый ток в миоциты сердца SUMOylation каналов NaV1,5 «, исследование было опубликовано сегодня в Сотовые отчеты, Ведущий автор, Ли Д. Плант, доктор философии, доцент Колледжа медицинских наук Буве, факультет фармацевтических наук в Северо-Восточном университете, был бывшим аспирантом у доктора Гольдштейна.

Каждое сердцебиение начинается, когда натриевые каналы открываются и ионы попадают в клетки сердца — это запускает потенциал действия это заставляет сердечную мышцу сокращаться. При нормальном функционировании натриевые каналы быстро закрываются после открытия и остаются закрытыми. После этого калиевые каналы открываются, ионы покидают сердечные клетки, и потенциал действия своевременно заканчивается, поэтому мышцы могут расслабиться, готовясь к следующему удару. Если натриевые каналы вновь открываются и производят поздние натриевые токи, как показано в этом исследовании низкий уровень кислорода, потенциал действия продлен, и новая электрическая активность может начаться до того, как сердце восстановится, рискуя опасными, неорганизованными ритмами.

Пятнадцать лет назад группа Гольдштейна сообщила о регуляции ионных каналов SUMO на поверхности клеток, что было неожиданным открытием, так как считалось, что путь SUMO действует исключительно для контроля экспрессии генов в ядре.

«Это новое исследование показывает, как быстрое SUMOylation сердечных натриевых каналов на клеточной поверхности вызывает поздний натриевый ток в ответ на гипоксию, проблему, с которой сталкиваются многие люди с болезнью сердца», — сказал Гольдштейн. «Раньше опасность позднего натрий был выявлен у пациентов с редкими наследственными мутациями натриевые каналы которые вызывают синдром длинного интервала QT сердца и являются результатом общего полиморфизма в канале, который мы идентифицировали в подгруппе детей с синдром внезапной детской смерти (СИДС) «.

Информация, полученная в ходе настоящего исследования, предлагает новые цели для терапии для предотвращения поздних течений и аритмии, связанной с сердечными приступами, хронической сердечной недостаточностью и другими опасными для жизни заболеваниями сердца с низким содержанием кислорода.