การศึกษาชี้ว่าการตั้งเป้าหมายเอนไซม์ตัวเดียวอาจป้องกันโรคหัวใจที่เกิดจากโรคอ้วนได้

ภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว (Atrial fibrillation หรือ A-fib)คือจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดสมอง หัวใจล้มเหลว และแม้กระทั่งการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร

แม้ว่าปัจจัยเสี่ยงหลายประการมีส่วนทำให้เกิด A-fib แต่ก็มีปัจจัยหนึ่งที่โดดเด่นในเรื่องของมันความชุกที่เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก: โรคอ้วน.

ฉันเป็นนักวิจัยโรคหัวใจและทีมงานของฉันและฉันกลไกสำคัญที่ถูกเปิดเผยมีส่วนส่งผลร้ายของโรคอ้วนต่อการทำงานของหัวใจ การกำหนดเป้าหมายกระบวนการเหล่านี้อาจเสนอแนวทางใหม่สำหรับการรักษา

โรคอ้วนทำให้หัวใจเครียดแค่ไหน

โรคอ้วนเป็นมากกว่าปัญหาเรื่องน้ำหนัก ซึ่งเป็นโดยพื้นฐานแล้วเปลี่ยนแปลงชีวเคมีของร่างกาย- สิ่งนี้จะเปลี่ยนของคุณการเผาผลาญหรือปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้ร่างกายทำงานได้

โดยเฉพาะการปรากฏตัวที่เพิ่มขึ้นของกรดไขมันจุดเด่นของโรคอ้วนทำให้ความเครียดเพิ่มเติมในเซลล์หัวใจ-

กรดไขมันสามารถทำลายเซลล์หัวใจได้โดยตรงโดยกระตุ้นให้มีการผลิตเพิ่มขึ้นชนิดของออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยา– โมเลกุลเฉพาะที่สามารถทำลายเนื้อเยื่อและขัดขวางการทำงานของเซลล์ตามปกติ

ผลกระทบเหล่านี้ส่งผลให้สัญญาณไฟฟ้าของหัวใจหยุดชะงัก ส่งผลให้หัวใจเต้นผิดปกติ

แหล่งสำคัญของออกซิเจนชนิดที่เกิดปฏิกิริยาคือNOX2 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ออกฤทธิ์มากขึ้นกับคนที่เป็นโรคอ้วน NOX2 มีอิทธิพลต่อการทำงานของโปรตีนสำคัญหลายชนิดที่ควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในเอเทรียมซึ่งเป็นห้องชั้นบนของหัวใจ ซึ่งทำให้ขนาด รูปร่าง และการทำงานของหัวใจเปลี่ยนแปลงไป นี้การเปลี่ยนแปลงของหัวใจเป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญของจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่สม่ำเสมอ

แนวทางแบบ 2 ง่าม

ทีมของฉันและฉันตั้งใจที่จะทำความเข้าใจให้ดีขึ้นว่า NOX2 ส่งผลต่อหัวใจอย่างไร และการกำหนดเป้าหมายสามารถลดความเสี่ยงในการเกิดจังหวะการเต้นของหัวใจผิดปกติในกลุ่มคนที่เป็นโรคอ้วนได้หรือไม่

เราแก้ไขปัญหานี้จากสองทิศทาง

ประการแรก เราใช้หนูที่ได้รับอาหารที่มีไขมันสูงเพื่อกระตุ้นให้เกิดโรคอ้วนในลักษณะเดียวกับในคน หนูกลุ่มหนึ่งสามารถผลิต NOX2 ที่ทำงานได้ ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งไม่สามารถทำได้ เราทดสอบยาที่ยับยั้ง NOX2 โดยเฉพาะ และตรวจสอบว่าห้องชั้นบนของหัวใจมีโอกาสพัฒนาจังหวะไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอได้อย่างไร

ในขณะเดียวกัน เราได้สร้างเซลล์หัวใจห้องบนของมนุษย์ขึ้นมาและบำบัดด้วยกรดไขมันเพื่อจำลองผลกระทบของโรคอ้วน แม้ว่าแบบจำลองเมาส์ของเราจะจับผลกระทบของโรคอ้วนในร่างกายโดยรวม แต่แบบจำลองเซลล์ของเราจะช่วยให้เราสามารถศึกษาได้ว่าแบบจำลองนี้ส่งผลต่อหัวใจในระดับเซลล์อย่างไร

เราสังเกตว่ากิจกรรม NOX2 ที่เพิ่มขึ้นในหนูอ้วนและเซลล์หัวใจมนุษย์ที่ได้รับการรักษานำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติทางไฟฟ้าของหัวใจ หนูอ้วนที่ไม่มี NOX2 มีภาวะหัวใจห้องบนรุนแรงน้อยกว่าหนูอ้วนที่มี NOX2

ในทำนองเดียวกัน หนูอ้วนที่ได้รับการรักษาด้วยสารยับยั้ง NOX2 ยังแสดงให้เห็นการปรับปรุงความรุนแรงของจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่สม่ำเสมอ แม้ว่าจะอยู่ในระดับที่น้อยกว่าก็ตาม และการปิดกั้น NOX2 ในเซลล์หัวใจที่สัมผัสกับกรดไขมันช่วยย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ที่เกิดจากการบำบัดกรดไขมัน

ในหนูและเซลล์หัวใจของมนุษย์ การยับยั้ง NOX2 ช่วยลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และทำให้กิจกรรมทางไฟฟ้าของหัวใจเป็นปกติ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่า NOX2 มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาจังหวะการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติที่เกิดจากโรคอ้วน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราพบว่า NOX2 มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มกิจกรรมของยีนที่เรียกว่า PITX2ซึ่งเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงฟังก์ชันทางไฟฟ้าของหัวใจ

ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของ PITX2 ได้รับการขยายทั้งในหนูอ้วนและเซลล์หัวใจของมนุษย์ แต่การลดกิจกรรมของ NOX2 จะลดระดับ PITX2 โดยตรง การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและปัจจัยทางพันธุกรรมมีบทบาทในการพัฒนาจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่สม่ำเสมอ

การรักษาภาวะหัวใจห้องบน

การรักษาภาวะหัวใจห้องบนในปัจจุบันโดยเฉพาะในผู้ป่วยโรคอ้วนได้เน้นไปที่การรักษามากขึ้นการจัดการอาการมากกว่าการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เป็นสาเหตุ

แม้ว่าจะห่างไกลจากคลินิก แต่การวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าการกำหนดเป้าหมาย NOX2 สามารถเสนอกลยุทธ์การรักษาใหม่เพื่อป้องกันหรือลดความรุนแรงของจังหวะการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติ

ความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิถีทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับภาวะหัวใจห้องบน เช่น PITX2 อาจนำไปสู่การรักษาเฉพาะบุคคลมากขึ้นในอนาคต

ด้วยการเจาะลึกกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังจังหวะการเต้นของหัวใจที่ไม่สม่ำเสมอ นักวิจัยสามารถพัฒนาแนวทางที่ตรงเป้าหมายมากขึ้น ซึ่งระบุถึงสาเหตุที่แท้จริง และปรับปรุงผลลัพธ์สำหรับผู้ป่วยที่ต้องดิ้นรนกับโรคอ้วนและภาวะหัวใจ

อาร์วินท์ ศรีธาร, นักวิชาการหลังปริญญาเอก สาขาหทัยวิทยา,มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ ชิคาโก

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-