Все новости

Ученые выяснили, что помогает сердцу пережить нехватку кислорода

Для этого исследователи проводили на крысах опыты, условия которых соответствовали восхождению на Эверест

ТАСС, 12 марта. Российские биологи обнаружили, что клетки сердца и почек лучше переносят нехватку кислорода в том случае, если их митохондрии – главные энергостанции клетки – быстро накапливают в себе кальций. Об этом пишет пресс-служба Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН со ссылкой на статью в научном журнале Biomolecules.

"Мы проводили опыты на крысах, часть которых в десять раз дольше выдерживала гипоксию, соответствующую подъему на вершину горы Эверест, чем это делали другие животные. Мы обнаружили, что митохондрии клеток их сердца и печени могут быстрее и эффективнее аккумулировать ионы кальция, а также менее подвержены повреждению при перегрузке этими ионами", – рассказала об исследовании Наталья Белослудцева, старший научный сотрудник ИТЭБ РАН и один из авторов работы.

Митохондрии – это обособленные части клеток, которые играют роль их "энергостанций". Они преобразуют питательные вещества в молекулы АТФ – универсальный источник энергии для всех биохимических процессов в клетке. Кроме того, они играют важную роль в различных типах гибели клеток.

В большинстве случаев митохондрия, если у нее нет проблем с доступом к питательным веществам и других перебоев в работе, представляет собой "черный ящик" для остальных частей клетки. Ее содержимое, за исключением молекул АТФ и отходов жизнедеятельности, никогда не покидает их пределов.

Нечто подобное, как отмечают Белослудцева и ее коллеги, происходит в тех случаях, если клетка начинает испытывать недостаток кислорода. В таких случаях в митохондриях начинают появляться поры, через которые содержимое этих органелл начинает "вытекать" наружу. Этот процесс со временем приводит к разрушению митохондрий и запускает программу самоуничтожения клетки.

Кислородный голод

Ученые заинтересовались тем, насколько скорость разрушения митохондрий и появления пор в их оболочке зависит от того, как активно митохондрии захватывают ионы кальция. Биологи достаточно давно заметили, что "энергостанции" клетки при нехватке кислорода начинают быстрее поглощать кальций. Однако точная роль этого процесса в гибели клеток при гипоксии пока изучена не до конца.

Специалисты ИТЭБ РАН восполнили этот пробел. В своем исследовании они наблюдали за тем, как клетки двух типов крыс, которые отличаются крайне высокой и низкой стойкостью к нехватке кислорода, реагировали на его недостаток. Для этого ученые поместили несколько грызунов в специальные барокамеры, уровень кислорода в которых можно резко понижать или повышать. Исследователи отобрали тех из них, которые сопротивлялись гипоксии либо лучше других, либо хуже.

После этого биологи извлекли клетки печени, сердца и почек этих животных и проследили за тем, как те реагируют на резкие изменения в концентрации кислорода в питательной среде. Опыты показали, что клетки крыс, которые могли выдержать нехватку кислорода, соответствующую восхождению на вершину Эвереста, примерно на 30-35% активнее прокачивали ионы кальция, чем их менее выносливые сородичи.

С практической точки зрения это выражалось в том, что их клетки и митохондрии лучше сопротивлялись действию гипоксии и гибли значительно медленнее, чем это делали их "коллеги" из печени, сердца и почек менее выносливых животных. В ближайшее время ученые планируют проверить, можно ли улучшить их способность переносить недостаток кислорода, используя различные препараты, заставляющие митохондрии поглощать больше кислорода.