Normālai cilvēka ķermeņa funkcionēšanai nepieciešama vienmērīga enerģijas plūsma adenozīna trifosfāta (ATP) veidā. Trikarbonskābes (TCA) cikls, svarīgs ATP ražošanas process mitohondrijās, ir galvenais metabolītu centrs un nodrošina precīzu līdzsvaru starp tā cikliskajiem starpproduktiem, ko dēvē par "vielmaiņas plūsmu". Tiek uzskatīts, ka šī plūsma ir traucēta ar sirdi saistītu traucējumu gadījumā, piemēram, miokarda išēmija (MI), kad tiek samazināta asins plūsma uz sirdi, sirds muskuļi vai kardiomiocīti nesaņem pietiekami daudz skābekļa. Samazināta ATP sintēze un palielināta glikozes sadalīšanās jeb “glikolīze” norāda uz MI, taču manipulēt ar TCA ciklu ārstēšanas stratēģijām ir grūti.
Ginkgo biloba L. ekstrakts (GBE), kas satur aktīvo komponentu bilobalīdu, parasti ir izmantots kā populārs augu izcelsmes līdzeklis sirds išēmisko slimību ārstēšanā, taču tā precīzs darbības mehānisms nav zināms. Zinātnieki, ko vadīja profesors Jinlan Zhang no Ķīnas Materia Medica institūta, jaunā pētījumā veiksmīgi atklāja zinātni par GBE kardioprotektīvo iedarbību. "GBE enerģijas metabolisma regulējums piesaistīja mūsu uzmanību, jo sirds darbojas nepārtraukti un tai nepieciešama enerģija, lai darbinātu asinsrites sistēmu," saka prof. Džans.
Pētījums, kas tika publicēts Journal of Pharmaceutical Analysis, atklāj, kā MI ietekmētajos kardiomiocītos tiek bloķēta oglekļa pārnešana no glikolīzes uz TCA ciklu. Zinātnieki atklāja, ka šajās šūnās bija skaidri traucēta TCA plūsma, kas deva priekšroku alternatīviem oglekļa avotiem, nevis glikozei, lai nodrošinātu pastāvīgu enerģijas piegādi. Neskatoties uz to, ievainotajās šūnās nevarēja novērst bloķēšanu un ATP ražošanas traucējumus. Išēmiskie kardiomiocīti saturēja lielāku daudzumu enzīmu, kas pārveidoja oglekļa avotus metabolītos gan pirms TCA cikla, gan tā laikā, kas varēja izraisīt metabolītu uzkrāšanos un traucēt vielmaiņas plūsmu, jo tie nevarēja iekļūt ciklā pārmērīgi.
Interesanti, ka, ārstējot ievainotās šūnas ar GBE, autori atklāja, ka bilobalīds var aizsargāt mitohondrijus un saglabāt ATP veidošanos. Enzīmu līmenis apstrādātajās šūnās samazinājās un novērsa metabolītu uzkrāšanos, uzlaboja vielmaiņas plūsmu un samazināja spiedienu uz sirds šūnām. Šī vielmaiņas plūsmas modulācija ar GBE apstrādātajās šūnās atšķiras no iepriekš ziņotajiem mehānismiem.
Pēc tam viņi pārbaudīja ar GBE ārstētu žurku miokarda audus, kuriem bija mazāk MI bojājumu pazīmju nekā neapstrādātiem audu paraugiem. Rezultāti saskanēja ar ISO ievainoto šūnu rezultātiem, norādot, ka bilobalīds aizsargā sirds muskuļus.
Lai gan vielmaiņas zāļu pētījumi MI nesen ir guvuši panākumus, panākumi joprojām ir tālu. Šajā pētījumā iegūtie bilobalīda terapijas rezultāti ne tikai sniedz vairāk pierādījumu par MI vielmaiņas patoloģiju, bet arī sniedz iedvesmu jaunām augu terapijām.
"MI ir nopietns risks cilvēku veselībai visā pasaulē, un ir svarīgi noskaidrot tās patofizioloģiju un iespējamās terapeitiskās ārstēšanas metodes," saka prof. Džans. "Mūsu atklājumi šķiet daudzsološi, un mēs ceram smelties iedvesmu no šī pētījuma par vielmaiņas mehānismu un materiālo bāzi MI terapijā," viņa secina.
KAS IZŅEMT NO ŠĪ RAKSTA:
- The tricarboxylic acid (TCA) cycle, an important ATP-producing process in the mitochondria, is a major hub of metabolites and ensures a fine balance between its cyclic intermediates, referred to as the ‘metabolic flux.
- Ischemic cardiomyocytes contained larger quantities of enzymes that converted carbon sources to metabolites, both before and during the TCA cycle, which might have caused the metabolites to accumulate and disturb the metabolic flux, since they could not enter the cycle in excess.
- The study, which was published in the Journal of Pharmaceutical Analysis, reveals how carbon transfer from glycolysis to the TCA cycle is blocked in MI-affected cardiomyocytes.
