По оценкам ВОЗ в 2016 году от сердечно-сосудистых заболеваний в мире умерло 17,9 миллиона человек, что составило 31% всех случаев смерти в мире. 85% этих смертей произошло в результате инфаркта миокарда и инфаркта головного мозга (инсульта). По данным Минздрава на конец 2017 года смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в России составила 858 тыс. человек.

Причиной инфаркта обычно становится тромб, который перекрывает кровоток в коронарной артерии (или в артерии головного мозга). Лишившись питания ткани сердца (мозга), страдают от острой нехватки кислорода и быстро умирают, или некротизируются.

Но почему? Ученые обнаружили, что усиленный синтез липида диоксидегидроцерамида запускает некроз. Этот липид аккумулируется в тканях в условиях отсутствия кислорода и блокирует нормальные функции клеток. Тормозя его синтез у мышей с сердечным приступом, биологи уменьшили повреждение тканей на 30%. Статья опубликована в Nature Metabolism.

Когда формируется тромб он перекрывает просвет кровеносного сосуда и затрудняет тем самым ток крови по нему. Ткани лишенные крови, испытывают кислородное голодание и подвергаются некрозу (попросту умирают), после которого восстановиться они уже не могут. Мертвые ткани замещаются соединительной тканью, на сердце образуется рубец. Соединительная ткань не выполняет работу функциональной ткани, например, соединительная ткань не умеет также сокращаться, как это делает сердечная мышца. Получается, что если часть сердца погибла от нехватки кислорода, то функцию этой части берут на себя соседние живые ткани, и им приходится больше работать.

Ученые задались вопросом, что именно в этих условиях вызывает некроз, ведь не все животные настолько чувствительны к недостатку кислорода. Черви, например, три дня могут жить вообще без кислорода, некоторые черепахи – до нескольких месяцев, а у некоторых бактерий, так вообще непереносимость кислорода (так называемые анаэробы). Именно поэтому ученые сосредоточились на поиске связи между отсутствием кислорода и тканевым некрозом у млекопитающих.

Липид, который блокирует нормальную работу клеток

Вообще, церамиды* очень ценные молекулы для нашего организма, они участвуют в различных клеточных процессах: например, без них наша кожа мгновенно высохнет!

Ученые обнаружили, что у червей особые формы церамидов (а именно диоксидегидроцерамиды), при полном кислородном голодании (аноксии) накапливаются до уровня опасных концентраций, токсичных для клеток. Применив масс-спектрометрию (метод изучения веществ) ученые наблюдали за тем как эти церамиды блокировали определенные белковые комплексы, вызывали деформации в цитоскелете клеток и нарушали деятельность митохондрий, что неминуемо приводило к клеточной смерти, а значит некрозу.

Чтобы подтвердить, что причиной некроза действительно стали диоксидигидроцерамиды, исследователи перенесли в геном червей c высоким уровнем диоксидегидроцерамидов, мутировавший человеческий ген SPTLC1**. Черви при этом стали гиперчувствительными к недостатку кислорода, что и подтвердило открытие.

Можем ли мы уменьшить повреждения тканей после инфаркта?

Основываясь на полученных результатах ученые решили ввести мышам ингибитор синтеза церамидов, прямо перед тем как спровоцировать у них сердечный приступ. Выяснилось, что сердечная ткань мышей, получивших инъекцию ингибитора, была повреждена на 30% меньше чем у мышей, которые такую инъекцию не получили. Такая большая разница не может не впечатлять. И эта работа открывает возможности для разработки новых перспективных методов терапии инфарктов.

Ингибитор синтеза церамидов — давно известное вещество, которое уже было протестировано на животных. Однако, оно блокирует синтез сразу всех церамидов, поэтому сейчас ученые бросят все силы, на то, чтобы найти ингибитор избирательно блокирующий синтез именно диоксидегидроцерамидов, что уменьшит потенциальные побочные эффекты и не нарушит нормальное функционирование других церамидов.

*церамид – липидная молекула, предшественник сфингомиелина

**ген SPTLC1 – кодирует синтез серин-пальмитоилтрасферазы (SPTLC1) — фермента, катализирующего биосинтез сфинголипидов. Мутация этого гена вызывает редкое заболевание — наследственную сенсорно-вегетативную невропатию I типа (НСВН I) – аутосомно-доминантное наследственное неврологическое заболевание, при котором поражается периферическая нервная система, с потерей болевой и температурной чувствительности, но с сохранением тактильной.

Мой канал в яндекс.дзен, подписывайтесь.