Den normale funktion af den menneskelige krop kræver en konstant strøm af energi i form af adenosintrifosfat (ATP). Tricarboxylsyrecyklussen (TCA), en vigtig ATP-producerende proces i mitokondrierne, er et vigtigt omdrejningspunkt for metabolitter og sikrer en fin balance mellem dets cykliske mellemprodukter, kaldet "metabolisk flux." Denne flux menes at være svækket ved hjerterelaterede lidelser som myokardieiskæmi (MI), hvor blodgennemstrømningen til hjertet er reduceret, hjertemusklerne eller kardiomyocytterne fra at modtage nok ilt. Nedsat ATP-syntese og øget nedbrydning af glukose, eller "glykolyse", markerer MI, men det er vanskeligt at manipulere TCA-cyklussen til behandlingsstrategier.
Ginkgo biloba L.-ekstrakt (GBE), som indeholder den aktive komponent bilobalid, er almindeligvis blevet brugt som en populær urtemedicin til behandling af iskæmiske hjertesygdomme, men dens nøjagtige virkningsmekanisme er ukendt. Forskere ledet af prof. Jinlan Zhang fra Kinas Institut for Materia Medica afslørede med succes videnskaben bag GBEs hjertebeskyttende virkninger i en ny undersøgelse. "GBE's regulering af energimetabolisme tiltrak vores opmærksomhed, fordi hjertet arbejder kontinuerligt og har brug for energi til at drive kredsløbssystemet," siger prof. Zhang.
Undersøgelsen, som blev offentliggjort i Journal of Pharmaceutical Analysis, afslører, hvordan kulstofoverførsel fra glykolyse til TCA-cyklus blokeres i MI-ramte kardiomyocytter. Forskerne opdagede, at TCA-fluxen var tydeligt forstyrret i disse celler, som foretrak at bruge alternative kulstofkilder i stedet for glucose for at give en konstant energiforsyning. På trods af dette kunne blokeringen og den nedsatte ATP-produktion ikke afværges i de skadede celler. Iskæmiske kardiomyocytter indeholdt større mængder af enzymer, der omdannede kulstofkilder til metabolitter, både før og under TCA-cyklussen, hvilket kunne have fået metabolitterne til at akkumulere og forstyrre den metaboliske flux, da de ikke kunne komme ind i cyklussen i overskud.
Interessant nok fandt forfatterne ved behandling af de skadede celler med GBE, at bilobalid kunne beskytte mitokondrierne og bevare ATP-generering. Enzymniveauerne i de behandlede celler faldt og forhindrede metabolitakkumulering, øgede metabolisk flux og reducerede trykket på hjertecellerne. Denne modulering af metabolisk flux i GBE-behandlede celler er forskellig fra tidligere rapporterede mekanismer.
De undersøgte derefter myokardievævet fra GBE-behandlede rotter, som viste færre tegn på MI-skade end ubehandlede vævsprøver. Resultaterne var i overensstemmelse med de ISO-skadede celler, hvilket indikerer, at bilobalid beskytter hjertemusklerne.
Selvom forskning i metaboliske lægemidler i MI for nylig har vundet indpas, er succes stadig langt væk. Resultaterne af bilobalidbehandling opnået i denne undersøgelse giver ikke kun flere beviser for MIs metaboliske patologi, men giver også inspiration til nye urteterapier.
"MI er en stor risiko for menneskers sundhed rundt om i verden, og det er vigtigt at belyse dets patofysiologi og potentielle terapeutiske behandlinger," siger prof. Zhang. "Vores resultater ser lovende ud, og vi forventer at hente inspiration fra denne forskning i den metaboliske mekanisme og det materielle grundlag i behandlingen af MI," konkluderer hun.
HVAD SKAL DU TAGE VÆK FRA DENNE ARTIKEL:
- 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.
