מחקר חדש מבית הספר לרפואה של UC Davis מצא הבדלים בולטים ברמה התאית בין עכברים זכרים ונקבות עם אי ספיקת לב עם מקטע פליטה משומר (HFpEF).
הממצאים יכולים לקבוע כיצד מטופל HFpEF בנשים בהשוואה לגברים.
עם HFpEF, שריר הלב מתכווץ כרגיל אך הלב אינו מסוגל להירגע לחלוטין ולהתמלא מחדש כראוי בין פעימות. מצב זה ידוע בשם תפקוד דיאסטולי. זה יכול להתרחש אם הלב נוקשה מדי או אם תהליך ההתכווצות לא נסגר מספיק מהר בין פעימות.
המחקר הראה שהפרעות בתפקוד הדיאסטולי בעכברים נקבות נבעו מחלבוני נימה של הלב. בעכברים זכרים, זה נבע מהסרה איטית של סידן מתאי הלב בין פעימות הלב, מה שגרם להשארת התכווצות קלה בין פעימות.
הממצאים פורסמו ב מחקר קרדיווסקולרי.
מחקר זה מדגים את החשיבות של ביצוע מחקר על אוכלוסיות גברים ונשים כאחד".
דונלד מ. ברס, מחבר בכיר של המחקר
ברס הוא יו"ר המחלקה לפרמקולוגיה והקתדרה המוענקת על ידי ג'וזף סילבה למחקר קרדיווסקולרי בבית הספר לרפואה של UC Davis. "אם אותן הבחנות מולקולריות בין זכר לנקבה מתרחשות בחולי סוכרת שמנים עם HFpEF, ייתכן שהאסטרטגיות הטיפוליות הטובות ביותר עבור HFpEF בנשים יהיו שונות מאלו של גברים."
אי ספיקת לב היא כאשר הלב אינו יכול לשאוב מספיק דם וחמצן כדי לתמוך בגוף. כ-6.2 מיליון אנשים בארה"ב סובלים מאי ספיקת לב. שיעור התמותה של חמש שנים מאי ספיקת לב הוא בסביבות 50%, אם כי גורמים רבים יכולים להשפיע על ההישרדות. כמחצית מאלה עם אי ספיקת לב סובלים מ-HFpEF, וכמעט פי שניים מהנשים יש HFpEF בהשוואה לגברים. גברים עם אי ספיקת לב עלולים להיות בסיכון גבוה יותר להפרעות קצב לב ולמוות לב פתאומי.
מודל עכבר "שני מכות" ללימוד HFpEF
השמנת יתר וסוכרת שכיחות אצל אנשים עם HFpEF. כדי לחקור את המחלה, יצרו החוקרים מודל עכבר "שתי מכות" ייחודי המשלב שני גורמים.
עבור הגורם הראשון, החוקרים השתמשו בעכברים החסרים מבחינה גנטית קולטן לפטין. לפטין הוא הורמון המעודד שובע. בלעדיו, התיאבון נשאר גבוה ובעלי החיים הופכים להשמנת יתר וסוכרתיים. עבור הגורם השני, עכברים נחשפו לעירוי אלדוסטרון. אלדוסטרון הוא הורמון המיוצר על ידי בלוטת יותרת הכליה. רמות גבוהות של אלדוסטרון גורמות לאגירת נוזלים.
מודל חיה זה של אי ספיקת לב וסוכרת מפתח HFpEF, המאפשר לחוקרים לנתח את המנגנונים התאיים והמולקולריים של התכווצות שרירים והרפיה בעכברים זכרים ונקבות.
צוות המחקר (משמאל לימין): כריסטופר Y. Ko, Juliana Mira Hernandez, Donald M. Bers, Erin Y. Shen ובנס Hegyi מול הממצאים המרכזיים שלהם על המסך.
חוסר ויסות של סידן, טיטין
סידן הוא קריטי בהפעלת כיווץ והרפיה של תאי שריר הלב וכן בפעילות החשמלית של הלב. סידן הנכנס לתא הלב בכל פעימה גורם לשריר להתכווץ. זה גם עוזר להניע את האות החשמלי המסנכרן את ההתכווצות של מיליוני תאי שריר הלב הנדרשים ללב לתפקד כמשאבה יעילה. סידן מוסר מהתא בכל פעימה. זה מאפשר ללב להירגע בין פעימות ולהתמלא לקראת הפעימה הבאה.
בעכברים הזכרים עם HFpEF, הסרת הסידן מתאי שריר הלב הואטה, ומנעה הרפיה מוחלטת בין פעימות. עכברי ה-HFpEF הזכרים הפגינו גם קצבי לב חריגים יותר, הידועים בשם הפרעות קצב.
לעומת זאת, הנקבות עם HFpEF הראו תנועות סידן נורמליות אל תוך תאי הלב ומחוצה להם. במקום זאת, החוקרים הבחינו בעלייה בצורה קצרה ונוקשה יותר של טיטין (N2B). טיטין הוא חלבון בלב שפועל כמו קפיץ תומך. החוקרים גם צפו בזרחן (תגובה מולקולרית) של טיטין וחלבון חוט לב נוסף, טרופונין I. הן השינויים בטיטין והן בטרופונין גרמו לתאי הלב הנשיים לקשיחים יותר מבחינה תפקודית -; מקשה על מילוי הלב -; למרות שסילוק הסידן היה נורמלי.
"מחקר זה חושף מטרות תרופות שונות אצל זכרים ונקבות ויהווה אבן דרך לניסויים עתידיים עם תרופות ממוקדות למין ב-HFpEF", אמר בנס הגי, מדען שותף בפרויקט במעבדת Bers ושותף בכיר במחקר. לימוד. "בפוטנציה, נשים עם צורה זו של HFpEF יכולות להפיק תועלת מתרופות המפחיתות את נוקשות הלב. מצד שני, גברים עם צורה זו של HFpEF עשויים להפיק תועלת רבה יותר מתרופות המשפרות את הסרת הסידן".
מגבלות
החוקרים ציינו מספר מגבלות של המחקר. למרות שהעכברים במחקר זה עשויים להיות מייצגים את המספר המשמעותי של חולי HFpEF שיש להם סוכרת והם שמנים למדי, חולי HFpEF רבים עשויים שלא להיות מיוצגים על ידי מודל זה. יהיה צורך במספר מודלים של בעלי חיים כדי להבין תת-אוכלוסיות שונות עם HFpEF. דרושים מחקרים פרה-קליניים וקליניים נוספים כדי לממש את היתרונות הפוטנציאליים של עבודה זו.
מחברים נוספים כוללים את ארין שן, כריסטופר קו, אמילי ספנסר, דריה סמוליארצ'וק וג'ולי בוסויט מבית הספר לרפואה של UC Davis; ג'וליאנה מירה הרננדז מבית הספר לרפואה של UC Davis ואוניברסיטת אנטיוקיה, מדין, קולומביה; ו-Zaynab Hourani והאנק Granzier מאוניברסיטת אריזונה, טוסון.
