Rasvkoe ja sümpaatiliste neuronite vastastikmõju aitab kaasa südame rütmihäiretele

Hiljuti ajakirjas Cell Reports Medicine avaldatud uuring leidis seose REM-une (kiirte silmaliigutuste) une ajal esinevate apnoejuhtumite sageduse ja Alzheimeri tõve tekkeriskiga vanemate täiskasvanute verbaalse mälu kahjustuse astme vahel. Verbaalne mälu viitab kognitiivsele võimele säilitada ja meenutada suuliselt või kirjalikult esitatud teavet ning on Alzheimeri tõve suhtes eriti haavatav.

Hiina teadlaste rühma läbiviidud uuringus uuriti epikardiaalse rasvkoe ja sümpaatilise närvisüsteemi sõltumatuid seoseid südame rütmihäiretega, kasutades adipotsüütide, kardiomüotsüütide ja sümpaatiliste neuronite in vitro koekultuuri. Nad leidsid, et rasvkoe-närvisüsteemi teljel on arütmia tekkes oluline roll.

Elektriimpulsside tekke ja juhtimise häired, mis on tingitud südame elektrilistest või struktuurilistest kõrvalekalletest, võivad põhjustada südame rütmihäireid. Need kõrvalekalded võivad olla kas geneetilised või seotud omandatud südamehaigusega. Uuringud on näidanud, et sümpaatilised neuronid mängivad olulist rolli südame rütmihäirete patogeneesis. Ebanormaalsete elektriahelate aktiveerumine ja vatsakeste repolarisatsiooni häired, mis on tingitud sümpaatilise närvisüsteemi sobimatust stimuleerimisest, on seostatud vatsakeste virvenduse ja tahhükardia, kodade virvenduse ja isegi südame surmaga.

Hiljutised uuringud on samuti näidanud, et epikardiaalne rasvkude on tihedalt seotudkodade virvenduse, vatsakeste virvenduse ja vatsakeste tahhükardia esinemisega. Lisaks, kuna epikardiaalne rasvkude asub müokardi kõrval ilma, et nende kontaktkude eraldaks, võivad epikardiaalse rasvkoe poolt eritavad põletikulised tsütokiinid ja adipokiinid muuta südame elektrilist ja südame struktuuri. Siiski jääb ebaselgeks, kas epikardiaalne rasvkude ja sümpaatilised neuronid omavahel suhtlevad ja kuidas nende koostoime mõjutab arütmogeneesi.

Uuringust Käesolevas uuringus ületasid teadlased sobivate inimeste haigusmudelite puudumisest ja südame-, närvi- ja rasvkoe piisava koguse hankimise ja laiendamise raskustest tulenevad piirangud, genereerides tüvirakkudest in vitro kardiomüotsüüte, adipotsüütide ja sümpaatilisi neuroneid ning luues koekultuuri mudeleid, et uurida epikardiaalse rasvkoe ja sümpaatiliste neuronite vastastikmõjusid ning nende mõju kardiomüotsüütidele.

53 osalejalt, sealhulgas tervetelt kontrollisikutelt ja paroksüsmaalse või püsiva kodade virvendusega patsientidelt, saadi plasmaproovid perifeersest veenist ja koronaarsinusest. Epikardiaalset rasvkude saadi ka püsiva kodade virvendusega patsientidelt, kellel oli tehtud avatud südameoperatsioon.

Rakuliinide ja kultuuride loomiseks kasutati inimese pluripotentseid tüvirakke ja indutseeritud pluripotentseid tüvirakke, mis olid saadud adipogeensetest tüvirakkudest, inimese embrüonaalsetest tüvirakkudest ja embrüonaalsetest fibroblastidest. Sümpaatiliste neuronite saamiseks kasutati järjestikust induktsioonistrateegiat, kus närvirakud saadi inimese pluripotentsetest tüvirakkudest ja seejärel kultiveeriti diferentseerumiskeskkonnas.

Adipogeenseid tüvirakke kultiveeriti adipotsüütide diferentseerumiskeskkonnas, et teostada adipotsüütide diferentseerumist ja genereerida epikardiaalset rasvkude. Valge, pruuni ja beeži rasvkoe markerite ekspressiooni mõõtmiseks kasutati kvantitatiivset pöördtranskriptsiooni polümeraasi ahelreaktsiooni (qRT-PCR). Inimese pluripotentsetest tüvirakkudest kardiomüotsüütide genereerimiseks kasutati kahemõõtmelist monokihi diferentseerumise tehnikat.

Tulemused Tulemused näitasid, et epikardiaalse rasvkoe ja sümpaatiliste neuronitega, kuid mitte kummagagi neist, kultiveeritud kardiomüotsüütides esinesid olulised elektrilised kõrvalekalded, arütmiline fenotüüp ja kaltsiumiioonide (Ca2+) signaaliülekande häired.

Lisaks näitas uuring, et epikardiaalse rasvkoe poolt eritatav leptiin võib aktiveerida sümpaatiliste neuronite poolt neuropeptiid Y vabanemise. See neuropeptiid seondub kardiomüotsüütidel Y1 retseptoriga ja põhjustab südame rütmihäireid, mõjutades kaltsiumi/kalmoduliinist sõltuva proteiinkinaas II (CaMKII) ja naatriumi (Na2+)/kaltsiumi (Ca2+) vahetaja aktiivsust.

Kokkuvõte Üldiselt näitasid tulemused, et epikardiaalse rasvkoe ja sümpaatiliste neuronite interaktsioonid põhjustavad kardiomüotsüütides arütmilist fenotüüpi. Uuring näitas, et selle fenotüübi põhjustab sümpaatiliste neuronite stimuleerimine adipotsüütide poolt sekreteeritava leptiini poolt, mis viib neuropeptiid Y vabanemiseni. See neuropeptiid seondub Y1 retseptoriga ja mõjutab CaMKII ja Na2+/Ca2+ vahetaja aktiivsust, põhjustades südamerütmihäireid.