Взаимодействието между мастната тъкан и симпатиковите неврони допринася за сърдечните аритмии

Скорошно проучване, публикувано в списание Cell Reports Medicine, открива връзка между честотата на апнея по време на REM фазата на съня (бързо движение на очите) и степента на увреждане на вербалната памет при възрастни хора, изложени на риск от развитие на болестта на Алцхаймер. Вербалната памет се отнася до когнитивната способност за задържане и припомняне на информация, представена устно или писмено, и е особено уязвима при болестта на Алцхаймер.

Проучване, проведено от група учени от Китай, изследва независимите връзки между епикардната мастна тъкан и симпатиковата нервна система със сърдечна аритмия, използвайки in vitro съвместна култура на адипоцити, кардиомиоцити и симпатикови неврони. Те установяват, че оста мастна тъкан-нервна система играе важна роля в аритмогенезата.

Аномалии във формирането и провеждането на електрически импулси, дължащи се на електрически или структурни аномалии в сърцето, могат да доведат до сърдечни аритмии. Тези аномалии могат да бъдат генетични или свързани с придобито сърдечно заболяване. Изследванията показват, че симпатиковите неврони играят важна роля в патогенезата на сърдечната аритмия. Активирането на анормални електрически вериги и нарушения в камерната реполяризация, дължащи се на неподходяща стимулация на симпатиковата нервна система, са свързани с камерно мъждене и тахикардия, предсърдно мъждене и дори сърдечна смърт.

Последните проучвания показват също, че епикардната мастна тъкан е тясно свързана с появата на предсърдно мъждене, камерно мъждене и камерна тахикардия. Освен това, тъй като епикардната мастна тъкан е в съседство с миокарда, без тъкан да разделя контакта им, възпалителните цитокини и адипокини, секретирани от епикардната мастна тъкан, могат да променят електрическата и сърдечната структура. Дали обаче епикардната мастна тъкан и симпатиковите неврони взаимодействат и как тяхното взаимодействие влияе върху аритмогенезата, остава неясно.

Относно изследването В настоящото изследване учените преодоляват ограниченията, породени от липсата на подходящи модели на човешки заболявания и трудността при получаването и разширяването на достатъчни количества сърдечна, неврална и мастна тъкан, чрез генериране на кардиомиоцити, адипоцити и симпатикови неврони in vitro от стволови клетки и създаване на модели за съвместно култивиране, за да изследват взаимодействията между епикардната мастна тъкан и симпатиковите неврони и техните ефекти върху кардиомиоцитите.

Плазмени проби са получени от периферната вена и коронарния синус на 53 участници, включително здрави контроли и пациенти с пароксизмално или перманентно предсърдно мъждене. Епикардна мастна тъкан е получена и от пациенти с перманентно предсърдно мъждене, претърпели операция на открито сърце.

За създаване на клетъчни линии и култури бяха използвани човешки плурипотентни стволови клетки и индуцирани плурипотентни стволови клетки, получени от адипогенни стволови клетки, човешки ембрионални стволови клетки и ембрионални фибробласти. За получаване на симпатикови неврони беше използвана стратегия за последователна индукция, при която невронните клетки бяха получени от човешки плурипотентни стволови клетки и след това култивирани в диференцираща среда.

Адипогенните стволови клетки бяха култивирани в адипоцитна диференциационна среда за извършване на адипоцитна диференциация и генериране на епикардна мастна тъкан. За измерване на експресията на бели, кафяви и бежови маркери на мастна тъкан беше използвана количествена обратна транскрипционна полимеразна верижна реакция (qRT-PCR). За генериране на кардиомиоцити от човешки плурипотентни стволови клетки беше използвана техника за двуизмерна монослойна диференциация.

Резултати Резултатите показват, че кардиомиоцитите, култивирани с епикардиална мастна тъкан и симпатикови неврони, но не и с нито едното от двете, показват значителни електрически аномалии, аритмичен фенотип и нарушена сигнализация на калциевите йони (Ca2+).

Освен това, проучването показа, че лептинът, секретиран от епикардиалната мастна тъкан, може да активира освобождаването на невропептид Y от симпатиковите неврони. Този невропептид се свързва с Y1 рецептора върху кардиомиоцитите и причинява нарушения на сърдечния ритъм, като повлиява активността на калций/калмодулин-зависимата протеин киназа II (CaMKII) и натриевия (Na2+)/калциевия (Ca2+) обменник.

Заключение Като цяло, резултатите показват, че взаимодействията между епикардната мастна тъкан и симпатиковите неврони водят до аритмичен фенотип в кардиомиоцитите. Проучването показа, че този фенотип се причинява от стимулиране на симпатиковите неврони от лептин, секретиран от адипоцитите, което води до освобождаване на невропептид Y. Този невропептид се свързва с Y1 рецептора и влияе върху активността на CaMKII и Na2+/Ca2+ обменника, причинявайки анормални сърдечни ритми.