Podczas ataku serca dochodzi do blokady dużych naczyń krwionośnych zaopatrujących serce w krew. Skutkiem tego jest brak zaopatrzenia w tlen ważnych tkanek. Kiedy pacjent dociera do szpitala, lekarze starają się usunąć blokadę chirurgicznie lub lekami i przywrócić przepływ krwi do serca. Jednak w większości przypadków dochodzi do uszkodzenia tkanek, nie tylko w wyniku niedotlenienia, ale też podczas samego przywracania krążenia krwi w sercu.

Zjawisko to określa się jako reperfuzyjne uszkodzenia tkanek mięśnia sercowego. Hipoteza obwiniająca o zjawisko wolne rodniki została wysnuta już w 1973 roku przez Davida Hearse'a. W pierwszych minutach po przywrócenia krążenia wolne rodniki powodują prawdziwe spustoszenia: peroksydację lipidów błon komórkowych, utlenienie białka inaktywując enzymy, uszkadzenie DNA czy wreszcie wyzwolenie kaskady sygnalizacyjnej prowadzącej ku zniszczeniu komórki (apoptozie).

Zespół badawczy kierowany przez Michaela Murphiego rozwikłał zagadkę, w jaki sposób czynnik S-nitrozujący ukierunkowany na mitochondria (MitoSNO) chroni serce przed uszkodzeniami oksydacyjnymi, które następują podczas przywrócenia przepływu krwi po zawale. W badaniu na modelu mysim odkryli, że S-nitrozowanie mitochondrialnego kompleksu I spowalnia reaktywację mitochondriów przez pierwsze minuty po reperfuzji (przywrócenia krążenia w zamkniętym naczyniu). W ten sposób zmniejsza się produkcja ROS (reaktywnych form tlenu), a przez to uszkodzenia oksydacyjne i nekroza tkanki.

Działanie MitoSNO opiera się na krótkim "wyłączaniu" mitochondriów przez pierwsze minuty przywrócenia przepływu krwi. Zapobiega to tworzeniu się wolnych rodników, które mogą zabijać komórki serca przez apoptozę. Aby osiągnąć ten efekt, MitoSNO zostało tak zaprojektowane, aby akumulować sie w mitochondriach komórek serca jak tylko zostanie wstrzyknięte do krwi. MitoSNO indukuje produkcję rodników tlenku azotu, które w sposób odwracalny hamują łańcuch oddechowy na oksydazie cytochromu c i zwiększają stężenie tlenu pozakomórkowego w warunkach niedotlenia.

"Kiedy komórki nie mają tlenu przez dłuższy czas, zaczynają się wyłączać. Kiedy krew napływa, mitochondria zaczynają pracować zbyt szybko, masowo wytwarzając wolne rodniki (ROS). Te z kolei przyczyniają się do śmierci komórki.  MitoSNO działa jak przełacznik w mitochondriach, spowalniając ich reaktywację podczas tych krytycznych minut po tym, jak powraca przepływ krwi. Chroni to tkankę serca przed dalszymi uszkodzeniami" - mówi dr Mike Murphy z MRC Mitochondrial Biology Unit w Cambridge. Teraz naukowcy mają nadzieję, że uda się zabezpieczyć środki finansowe potrzebne na przetestowanie nowy leku w badaniach na ludziach.

Przeczytaj również:

Radioaktywny lutet szansą dla chorych na nowotwory?

Pochodzenie etniczne a odporność

Seweryn Frasiński

źródła:

www.eurobiotechnews.eu

Cardioprotection by S-nitrosation of a cysteine switch on mitochondrial complex. 2013 doi:10.1038/nm.3212

Podolecka E. 2010 Czy można zmniejszyć uszkodzenie reperfuzyjne w ostrym zawale serca? Kardiologia Polska 68, 12: 1385–1390