Исследователи обнаружили, что эритроциты обладают врожденной способностью запускать путь, который защищает сердце от повреждений в периоды недостатка кислорода, например, во время сердечного приступа. Эффект был сильнее у людей, которые придерживались диеты с высоким содержанием нитратов, содержащихся в зеленолистных овощах, таких как шпинат и руккола.
Красные кровяные тельца (эритроциты) переносят кислород из легких в остальную часть тела, возвращая углекислый газ в легкие, откуда он выводится. Однако некоторые исследования показали, что в дополнение к своей роли переносчиков кислорода эритроциты могут ощущать гипоксию или низкий уровень кислорода и реагировать, вырабатывая сигнал, вызывающий высвобождение оксида азота (NO), который вызывает вазодилятацию или расширение сосудов. кровеносные сосуды.
NO является естественным сосудорасширяющим средством. Считается, хотя и несколько спорно, что его действие оказывает эффект, защищающий сердце от повреждений во время гипоксии. Теперь исследователи из Каролинского института в Швеции исследовали сигнальный путь эритроцитов, чтобы определить, обладают ли клетки врожденной способностью вызывать кардиозащиту при низком уровне кислорода.
Сначала исследователи посмотрели, выделяют ли эритроциты, подвергшиеся гипоксии, кардиозащитный медиатор. Внедряя эритроциты мышей, подвергшихся воздействию нормального и низкого уровня кислорода, в модели инфаркта миокарда (сердечного приступа) у мышей, они обнаружили, что гипоксические эритроциты значительно улучшают функцию сердца и уменьшают размер повреждения тканей, вызванного низким уровнем кислорода, по сравнению с эритроцитами, подвергшимися воздействию нормального кислорода. уровни.
Установив, что при гипоксии из эритроцитов высвобождается кардиопротекторный фактор, исследователи приступили к выяснению природы этого соединения. Они знали, что эритроциты несут растворимую гуанилатциклазу (рГЦ), которая образует гуанозин-3’,5’-циклический монофосфат (циклический ГМФ или цГМФ), молекулу-мессенджер, которая модулирует многие пути организма, включая вазодилатацию. Поэтому, чтобы определить участие рГЦ, они подвергли гипоксии эритроциты, взятые у мышей, которые были генетически модифицированы, чтобы не производить рГЦ, и ввели их в модели инфаркта миокарда. Эритроциты не смогли защитить сердце от повреждений.
Следующим шагом было определить, экспортируется ли цГМФ, продукт рГЦ, из эритроцитов и его роль в кардиопротекторном эффекте, оказываемом гипоксическими эритроцитами. Фосфодиэстеразу 5 (ФДЭ5), ингибитор цГМФ, вводили гипоксическим эритроцитам перед их введением в модель сердца. Исследователи обнаружили, что введение ФДЭ5 устранило кардиопротекторный эффект.
Поскольку они подтвердили, что путь sGC-cGMP играет роль в кардиопротекции, индуцированной эритроцитами, исследователи изучили роль NO в этом пути. В организме неорганический нитрат может быть восстановлен до нитрита и далее восстановлен дезоксигенированным гемоглобином до NO. Итак, они добавили неорганический нитрат в питьевую воду мышей на четыре недели, после чего собрали эритроциты и ввели их моделям сердца. Сердца, получавшие гипоксические эритроциты от мышей, получавших нитраты, демонстрировали значительно лучшее восстановление и меньший размер повреждения тканей, чем у контрольных мышей. Исследователи обнаружили, что кардиопротекторный эффект нитрата и гипоксии был выше, чем у одной лишь гипоксии.
Чтобы применить положительный эффект от добавления нитрата у мышей к клинической ситуации, исследователи собрали эритроциты у трех групп людей, которые были рандомизированы на пятинедельное диетическое вмешательство: две группы с высоким потреблением нитратов в форме калия. таблетки нитратов или овощи, богатые нитратами, и одна группа, получающая низкое потребление нитратов с пищей. Эти эритроциты затем вводили моделям сердца крыс, подвергнутым гипоксии. Эритроциты из обеих групп с высоким содержанием нитратов значительно улучшили восстановление сердца по сравнению с эритроцитами из группы с низким содержанием нитратов.
«Результаты показывают, что эритроциты защищают сердце от повреждений в случае низкого уровня нитратов. уровень кислорода и как можно повысить эту защиту с помощью простых диетических рекомендаций», — сказал Цзяннин Ян, ведущий автор исследования. «Это может иметь большое значение для пациентов с риском развития инфаркта миокарда».
Исследователи планируют разработать препараты, которые активируют защитный сигнальный механизм эритроцитов во время гипоксии.
«Кроме того, нам необходимо составить карту того, как клетки крови передают свой защитный сигнал клеткам сердечной мышцы», — сказал Джон Перноу, автор исследования.
Результат исследования был опубликован в Журнале клинических исследований. .
