Interakcia medzi tukovým tkanivom a sympatickými neurónmi prispieva k srdcovej arytmii

Nedávna štúdia publikovaná v Cell Reports Medicine zistila súvislosť medzi frekvenciou apnoe počas fázy rýchleho pohybu očí (REM) a stupňom verbálnej pamäte u starších dospelých s rizikom vzniku Alzheimerovej choroby. Verbálna pamäť sa vzťahuje na kognitívnu schopnosť uchovávať a vybavovať si informácie prezentované verbálne alebo v písomnej forme a je obzvlášť náchylná na Alzheimerovu chorobu.

Štúdia skupiny vedcov z Číny skúmala nezávislé spojenia medzi epikardiálnym tukovým tkanivom a sympatickým nervovým systémom so srdcovou arytmiou pomocou in vitro kokultivácie adipocytov, kardiomyocytov a sympatických neurónov. Zistili, že os tukové tkanivo – nervový systém hrá dôležitú úlohu v arytmogenéze.

Abnormality vo vytváraní a vedení elektrických impulzov v dôsledku elektrických alebo štrukturálnych abnormalít v srdci môžu viesť k srdcovým arytmiám. Tieto abnormality môžu byť buď genetické alebo súvisiace so získaným srdcovým ochorením. Štúdie ukázali, že sympatické neuróny hrajú významnú úlohu v patogenéze srdcovej arytmie. Aktivácia abnormálnych elektrických obvodov a poruchy repolarizácie komôr v dôsledku nevhodnej stimulácie sympatického nervového systému sú spojené s komorovou fibriláciou a tachykardiou, fibriláciou predsiení a dokonca srdcovou smrťou.

Nedávne štúdie tiež ukázali, že epikardiálne tukové tkanivo je silne spojené s výskytom atriálnej fibrilácie, ventrikulárna fibrilácia a komorová tachykardia. Okrem toho, pretože epikardiálne tukové tkanivo susedí s myokardom bez tkaniva oddeľujúceho ich kontakt, zápalové cytokíny a adipokíny vylučované epikardiálnym tukovým tkanivom môžu meniť elektrickú a srdcovú štruktúru. Zostáva však nejasné, či epikardiálne tukové tkanivo a sympatické neuróny interagujú a ako ich interakcia ovplyvňuje arytmogenézu.

O štúdii V tejto štúdii výskumníci obišli obmedzenia predstavované nedostatkom vhodných modelov ľudských chorôb a ťažkosťami pri získavaní a propagácii dostatočného množstva srdcového, nervového a tukového tkaniva generovaním kardiomyocytov, adipocytov a sympatických neurónov. In vitro z kmeňových buniek a vytvorenie modelov spoločnej kultúry na štúdium interakcií medzi epikardiálnym tukovým tkanivom a sympatickými neurónmi a ich vplyvu na kardiomyocyty.

Vzorky plazmy boli získané z periférnej žily a koronárneho sínusu 53 účastníkov, vrátane zdravých kontrol a pacientov s paroxyzmálnou alebo pretrvávajúcou fibriláciou predsiení. Epikardiálne tukové tkanivo bolo tiež získané od pacientov s pretrvávajúcou fibriláciou predsiení, ktorí podstúpili operáciu na otvorenom srdci.

Na vytvorenie bunkových línií a kultúr sa použili ľudské pluripotentné kmeňové bunky a indukované pluripotentné kmeňové bunky odvodené z adipogénnych kmeňových buniek, ľudských embryonálnych kmeňových buniek a embryonálnych fibroblastov. Na generovanie sympatických neurónov bola použitá sekvenčná indukčná stratégia, kde boli nervové bunky odvodené z ľudských pluripotentných kmeňových buniek a potom kultivované v diferenciačnom médiu.

Adipogénne kmeňové bunky sa kultivovali v médiu na diferenciáciu adipocytov, aby sa uskutočnila diferenciácia adipocytov a získalo sa epikardiálne tukové tkanivo. Na meranie expresie bielych, hnedých a béžových markerov tukového tkaniva sa použila kvantitatívna reverzná transkripcia-polymerázová reťazová reakcia (qRT-PCR). Na získanie kardiomyocytov z ľudských pluripotentných kmeňových buniek sa použila dvojrozmerná monovrstvová diferenciačná technika.

Výsledky Výsledky ukázali, že kardiomyocyty kultivované s epikardiálnym tukovým tkanivom a sympatickými neurónmi, ale nie tiež, vykazovali významné elektrické abnormality, arytmický fenotyp a abnormality signalizácie vápnikových iónov (Ca2+).

Štúdia navyše ukázala, že leptín vylučovaný epikardiálnym tukovým tkanivom môže aktivovať uvoľňovanie neuropeptidu Y sympatickými neurónmi. Tento neuropeptid sa viaže na receptor Y1 na kardiomyocytoch a spôsobuje abnormality srdcového rytmu tým, že ovplyvňuje aktivitu vápnikovo/kalmodulín-dependentnej proteínkinázy II (CaMKII) a výmenníka sodíka (Na2+)/vápnika (Ca2+).

Záver Celkovo výsledky ukázali, že interakcie medzi epikardiálnym tukovým tkanivom a sympatickými neurónmi vedú k arytmickému fenotypu v kardiomyocytoch. Štúdia zistila, že tento fenotyp je spôsobený stimuláciou sympatikových neurónov leptínom vylučovaným adipocytmi, čo vedie k uvoľneniu neuropeptidu Y. Tento neuropeptid sa viaže na receptor Y1 a ovplyvňuje aktivitu CaMKII a výmenníka Na2+/Ca2+, čo spôsobuje abnormálne srdce rytmy.