Του Arvind Sridhar, The Conversation.
Η κολπική μαρμαρυγή, είναι ένας ακανόνιστος καρδιακός ρυθμός που αυξάνει τον κίνδυνο ενός ατόμου για εγκεφαλικό, καρδιακή ανεπάρκεια και ακόμη και πρόωρο θάνατο. Ενώ πολλοί παράγοντες κινδύνου συμβάλλουν στην κολπική μαρμαρυγή, ένας ξεχωρίζει για τον αυξανόμενο επιπολασμό της παγκοσμίως: η παχυσαρκία.
Είμαι ερευνητής καρδιολογίας και η ομάδα μου και εγώ ανακαλύψαμε βασικούς μηχανισμούς που συμβάλλουν στις βλαβερές επιπτώσεις της παχυσαρκίας στην καρδιακή λειτουργία. Η στόχευση αυτών των διαδικασιών μπορεί να προσφέρει νέους τρόπους θεραπείας.
Πώς η παχυσαρκία στρεσάρει την καρδιά
Η παχυσαρκία είναι κάτι πολύ περισσότερο από ένα θέμα βάρους -αλλάζει θεμελιωδώς τη βιοχημεία του σώματος. Αυτό με τη σειρά του αλλάζει το μεταβολισμό σας ή τις χημικές αντιδράσεις που επιτρέπουν στο σώμα να λειτουργεί. Συγκεκριμένα, η αυξημένη παρουσία λιπαρών οξέων, χαρακτηριστικό της παχυσαρκίας, επιβαρύνει επιπλέον τα καρδιακά κύτταρα. Τα λιπαρά οξέα μπορούν να βλάψουν άμεσα τα καρδιακά κύτταρα πυροδοτώντας την αυξημένη παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου -ειδικών μορίων που μπορούν να βλάψουν τους ιστούς και να διαταράξουν τις φυσιολογικές κυτταρικές λειτουργίες. Αυτές οι επιδράσεις έχουν ως αποτέλεσμα τη διακοπή των ηλεκτρικών σημάτων της καρδιάς, οδηγώντας σε ακανόνιστους παλμούς.
Μια σημαντική πηγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου είναι το NOX2, ένα ένζυμο που γίνεται πιο ενεργό σε άτομα με παχυσαρκία. Το NOX2 επηρεάζει τη δραστηριότητα πολλών βασικών πρωτεϊνών που ρυθμίζουν τον καρδιακό ρυθμό. Συμβάλλει επίσης στο οξειδωτικό στρες στους κόλπους –τους άνω θαλάμους της καρδιάς– μεταβάλλοντας το μέγεθος, το σχήμα και τη λειτουργία τους. Αυτή η αναδιαμόρφωση της καρδιάς είναι βασικός μοχλός των ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών.
Η ομάδα μου και εγώ ξεκινήσαμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς το NOX2 επηρεάζει την καρδιά και εάν η στόχευση θα μπορούσε να μειώσει τον κίνδυνο εμφάνισης ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών μεταξύ των ατόμων που ζουν με παχυσαρκία. Προσεγγίσαμε αυτό το πρόβλημα από δύο κατευθύνσεις.
Πρώτον, χρησιμοποιήσαμε ποντίκια που τρέφονταν με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά για να προκαλέσουμε παχυσαρκία παρόμοια με αυτή των ανθρώπων. Μια ομάδα από αυτά τα ποντίκια ήταν σε θέση να παράγει λειτουργικό NOX2 ενώ μια άλλη ομάδα δεν μπορούσε. Δοκιμάσαμε φάρμακα που αναστέλλουν ειδικά το NOX2 και ελέγξαμε πόσο πιθανό ήταν οι κόλποι της καρδιάς να αναπτύξουν ακανόνιστους ηλεκτρικούς ρυθμούς.
Παράλληλα, δημιουργήσαμε ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα των κόλπων από βλαστοκύτταρα και τα επεξεργαστήκαμε με λιπαρά οξέα για να προσομοιώσουμε τις επιπτώσεις της παχυσαρκίας. Ενώ το μοντέλο του ποντικιού μας θα κατέγραφε τις επιπτώσεις της παχυσαρκίας στο σώμα ως σύνολο, το κυτταρικό μας μοντέλο θα μας επέτρεπε να μελετήσουμε το πώς επηρεάζει την καρδιά σε κυτταρικό επίπεδο.
Παρατηρήσαμε ότι η αυξημένη δραστηριότητα του NOX2 τόσο σε παχύσαρκα ποντίκια όσο και σε ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα που έλαβαν θεραπεία οδήγησε σε σημαντικές αλλαγές στις ηλεκτρικές ιδιότητες της καρδιάς. Τα παχύσαρκα ποντίκια χωρίς NOX2 είχαν λιγότερο σοβαρή κολπική μαρμαρυγή από τα παχύσαρκα ποντίκια με NOX2. Ομοίως, τα παχύσαρκα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με αναστολείς NOX2 παρουσίασαν βελτιώσεις στη σοβαρότητα των ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών τους, αν και σε μικρότερο βαθμό. Και ο αποκλεισμός του NOX2 στα καρδιακά κύτταρα που εκτέθηκαν σε λιπαρά οξέα ανέστρεψε τις κυτταρικές αλλαγές που προκλήθηκαν από τη θεραπεία με λιπαρά οξέα.
Τόσο στα ποντίκια όσο και στα ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα, η αναστολή του NOX2 μείωσε το οξειδωτικό στρες και ομαλοποίησε την ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδιάς. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι το NOX2 παίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών που προκαλούνται από την παχυσαρκία.
Συγκεκριμένα, διαπιστώσαμε ότι το NOX2 παίζει σημαντικό ρόλο στην αύξηση της δραστηριότητας ενός γονιδίου που ονομάζεται PITX2, το οποίο συνδέεται με αλλαγές στην ηλεκτρική λειτουργία της καρδιάς. Τα δεδομένα μας έδειξαν ότι η δραστηριότητα PITX2 ενισχύθηκε τόσο σε παχύσαρκα ποντίκια όσο και σε ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα, αλλά η μείωση της δραστηριότητας NOX2 μείωσε άμεσα τα επίπεδα PITX2. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το οξειδωτικό στρες και οι γενετικοί παράγοντες παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών.
Αντιμετώπιση της κολπικής μαρμαρυγής
Οι τρέχουσες θεραπείες για την κολπική μαρμαρυγή, ιδιαίτερα για ασθενείς που ζουν με παχυσαρκία, έχουν επικεντρωθεί περισσότερο στη διαχείριση των συμπτωμάτων παρά στην αντιμετώπιση των φυσιολογικών αλλαγών που την προκαλούν.
Αν και απέχει πολύ από το να φτάσουμε στην κλινική, η έρευνά μας προτείνει ότι η στόχευση του NOX2 θα μπορούσε να προσφέρει μια νέα στρατηγική θεραπείας για την πρόληψη ή τη μείωση της σοβαρότητας των ακανόνιστων καρδιακών ρυθμών. Μια περαιτέρω κατανόηση των γενετικών οδών που εμπλέκονται στην κολπική μαρμαρυγή, όπως το PITX2, μπορεί να οδηγήσει σε πιο εξατομικευμένες θεραπείες στο μέλλον.
Ερευνώντας τους μοριακούς μηχανισμούς πίσω από τους ακανόνιστους καρδιακούς ρυθμούς, οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν πιο στοχευμένες προσεγγίσεις που αντιμετωπίζουν τις βασικές αιτίες και βελτιώνουν τα αποτελέσματα για ασθενείς που αγωνίζονται τόσο με παχυσαρκία όσο και με καρδιακές παθήσεις.
