Interakcije med maščobnim tkivom in simpatičnimi nevroni prispevajo k srčnim aritmijam

Nedavna študija, objavljena v reviji Cell Reports Medicine, je odkrila povezavo med pogostostjo apneje med spanjem s hitrim gibanjem oči (REM) in stopnjo okvare verbalnega spomina pri starejših odraslih, ki so izpostavljeni tveganju za razvoj Alzheimerjeve bolezni. Verbalni spomin se nanaša na kognitivno sposobnost ohranjanja in priklica informacij, predstavljenih ustno ali pisno, in je še posebej dovzeten za Alzheimerjevo bolezen.

Študija, ki jo je izvedla skupina znanstvenikov iz Kitajske, je preučila neodvisne povezave med epikardialnim maščobnim tkivom in simpatičnim živčnim sistemom s srčno aritmijo z uporabo in vitro sokulture adipocitov, kardiomiocitov in simpatičnih nevronov. Ugotovili so, da ima os maščobno tkivo-živčni sistem pomembno vlogo pri aritmogenezi.

Nenormalnosti pri nastajanju in prevajanju električnih impulzov zaradi električnih ali strukturnih nepravilnosti v srcu lahko vodijo do srčnih aritmij. Te nepravilnosti so lahko genetske ali povezane s pridobljeno srčno boleznijo. Raziskave so pokazale, da simpatični nevroni igrajo pomembno vlogo pri patogenezi srčne aritmije. Aktivacija nenormalnih električnih vezij in motnje v repolarizaciji ventriklov zaradi neustrezne stimulacije simpatičnega živčnega sistema so bile povezane z ventrikularno fibrilacijo in tahikardijo, atrijsko fibrilacijo in celo srčno smrtjo.

Nedavne študije so tudi pokazale, da je epikardialno maščobno tkivo tesno povezano s pojavom atrijske fibrilacije, ventrikularne fibrilacije in ventrikularne tahikardije. Poleg tega, ker epikardialno maščobno tkivo meji na miokard, ne da bi tkivo ločevalo njun stik, lahko vnetni citokini in adipokini, ki jih izloča epikardialno maščobno tkivo, spremenijo električno in srčno strukturo. Vendar pa ostaja nejasno, ali epikardialno maščobno tkivo in simpatični nevroni medsebojno delujejo in kako njihova interakcija vpliva na aritmogenezo.

O študiji V tej študiji so znanstveniki premagali omejitve, ki jih predstavlja pomanjkanje ustreznih modelov človeških bolezni in težave pri pridobivanju in širjenju zadostnih količin srčnega, živčnega in maščobnega tkiva, z ustvarjanjem kardiomiocitov, adipocitov in simpatičnih nevronov in vitro iz matičnih celic ter vzpostavitvijo modelov sokultur za preučevanje interakcij med epikardialnim maščobnim tkivom in simpatičnimi nevroni ter njihovih učinkov na kardiomiocite.

Vzorce plazme so odvzeli iz periferne vene in koronarnega sinusa 53 udeležencev, vključno z zdravimi kontrolnimi osebami in bolniki s paroksizmalno ali trajno atrijsko fibrilacijo. Epikardialno maščobno tkivo so odvzeli tudi bolnikom s trajno atrijsko fibrilacijo, ki so bili operirani na odprtem srcu.

Za vzpostavitev celičnih linij in kultur so bile uporabljene človeške pluripotentne matične celice in inducirane pluripotentne matične celice, pridobljene iz adipogenih matičnih celic, človeške embrionalne matične celice in embrionalni fibroblasti. Za pridobitev simpatičnih nevronov je bila uporabljena strategija zaporedne indukcije, kjer so bile nevronske celice pridobljene iz človeških pluripotentnih matičnih celic in nato gojene v diferenciacijskem mediju.

Adipogene matične celice so gojili v mediju za diferenciacijo adipocitov, da bi izvedli diferenciacijo adipocitov in ustvarili epikardialno maščobno tkivo. Za merjenje izražanja belih, rjavih in bež markerjev maščobnega tkiva je bila uporabljena kvantitativna reverzna transkripcijska polimerazna verižna reakcija (qRT-PCR). Za ustvarjanje kardiomiocitov iz človeških pluripotentnih matičnih celic je bila uporabljena tehnika dvodimenzionalne diferenciacije monosloja.

Rezultati Rezultati so pokazali, da so kardiomiociti, gojeni z epikardialnim maščobnim tkivom in simpatičnimi nevroni, ne pa z nobenim od njiju, kazali pomembne električne nepravilnosti, aritmičen fenotip in oslabljeno signalizacijo kalcijevih ionov (Ca2+).

Poleg tega je študija pokazala, da lahko leptin, ki ga izloča epikardialno maščobno tkivo, aktivira sproščanje nevropeptida Y s strani simpatičnih nevronov. Ta nevropeptid se veže na receptor Y1 na kardiomiocitih in povzroča nepravilnosti srčnega ritma tako, da vpliva na aktivnost kalcij/kalmodulin-odvisne proteinske kinaze II (CaMKII) in izmenjevalca natrija (Na2+)/kalcija (Ca2+).

Zaključek Rezultati na splošno kažejo, da interakcije med epikardialnim maščobnim tkivom in simpatičnimi nevroni vodijo do aritmičnega fenotipa v kardiomiocitih. Študija je pokazala, da ta fenotip povzroča stimulacija simpatičnih nevronov z leptinom, ki ga izločajo adipociti, kar vodi do sproščanja nevropeptida Y. Ta nevropeptid se veže na receptor Y1 in vpliva na aktivnost CaMKII in izmenjevalca Na2+/Ca2+, kar povzroča nenormalne srčne ritme.