Исследователи из Университета штата Юта обнаружили, что дефицит белка антиоксидантного ответа, называемого ядерным эритроид-2-подобным фактором-2 (Nrf2), задерживает или предотвращает гипертрофическую кардиомиопатию, тип сердечной недостаточности, при которой сердечная мышца становится аномально толстой.
Это новое открытие, опубликованное в октябре. 1, 2013, выпуск Cardiovascular Research, предполагает, что восстановление нормального баланса окислительно-восстановительных химических реакций в организме может предотвратить сердечные заболевания и другие состояния, вызванные восстановительным стрессом.
Ядерный эритроид-2-подобный фактор-2 (Nrf2) является ключевым регуляторным белком в сигнальном пути, который запускает первичную защиту организма от окислительного стресса, состояния, при котором повышенное производство кислородсодержащих свободных радикалов вызывает повреждение клеток. Многие сердечные заболевания, включая гипертрофическую кардиомиопатию, связаны с окислительным стрессом. Однако в предыдущем исследовании исследователи Университета Юты продемонстрировали, что восстановительный стресс, аналог окислительного стресса, также может нанести вред сердцу из-за чрезмерного уровня антиоксиданта, называемого восстановленным глутатионом.
«Клетки сердечной мышцы, как и все клетки, чувствительны к изменениям химических реакций, происходящих внутри и вокруг них», – говорит Намаккал С. Раджасекаран, Ph.D., доцент кафедры внутренних болезней Университета Юты и главный автор исследования. “Хотя антиоксиданты широко считаются важной защитой от сердечных заболеваний, все больше доказательств указывает на то, что чрезмерная антиоксидантная активность может нанести вред организму, создавая условия для восстановления стресса.”
Раджасекаран и его коллеги изучали лабораторных мышей с сердечными заболеваниями, вызванными мутациями в альфа-B-кристаллине, протеине, который обычно помогает другим протеинам складываться внутри клеток. У этих мышей развивается кардиомиопатия с агрегацией мутантных белков (MPAC), тип сердечной недостаточности, характеризующийся восстановительным стрессом и агрегацией белков, слипанием неправильно свернутых белков.
«Из наших более ранних исследований мы знаем, что Nrf2 является критическим регулятором антиоксидантной активности, а длительная активация Nrf2 вызывает восстановительный стресс, который способствует MPAC», – говорит Раджасекаран. «В этом исследовании мы исследовали, может ли нарушение Nrf2 снизить активность антиоксидантных путей и предотвратить развитие сердечных заболеваний.”
Исследователи сравнили две линии мышей MPAC – одну с нормальным Nrf2, а другую с дефицитом Nrf2. Они обнаружили, что, хотя у мышей с нормальным Nrf2 развилось утолщение сердечной мышцы и сердечная недостаточность, у мышей с дефицитом Nrf2 не наблюдалось. Они также обнаружили, что дефицит Nrf2 подавляет восстановительный стресс, снижает агрегацию сердечного белка и увеличивает выживаемость.
«Наше исследование демонстрирует, что предотвращение чрезмерной антиоксидантной активности и отказ от восстановительной среды необходимы и достаточны для предотвращения вредного ремоделирования сердца», – говорит Раджасекаран.
Антиоксидантный ответ организма обеспечивает естественную защиту от окислительного, но не восстановительного стресса. Это новое исследование раскрывает новый механизм развития и предотвращения гипертрофической кардиомиопатии и сердечной недостаточности, вызванной редукционным стрессом. Раджасекаран и его коллеги продемонстрировали, что ослабление активности Nrf-2 снижает хронический восстановительный стресс и предотвращает неправильную агрегацию белка, восстанавливая равновесие химических реакций внутри клеток сердечной мышцы.
«Хотя MPAC – редкое заболевание, наши результаты широко применимы к сердечным заболеваниям и другим состояниям, вызванным агрегацией белков, таким как болезнь Альцгеймера», – говорит Раджасекаран. “Это означает, что антиоксидантные добавки, которые принимают многие люди, на самом деле могут принести больше вреда, чем пользы, особенно если их принимать в избытке.”