Природный антиоксидант астаксантин, получаемый из красных водорослей, можно использовать для защиты клеток от повреждений при сердечной недостаточности. К такому выводу пришли сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН. Разработка перспективна в качестве дополнительной терапии сердечных заболеваний.

Повреждения сердца, такие как артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца и кардиомиопатия могут приводить к сердечной недостаточности, то есть низкой сократительной способностью сердечной мышцы — миокарда, главной причиной заболеваемости и смертности во всем мире. Различные патологии приводят к митохондриальной дисфункции, что влечет за собой снижение продукции АТФ (вещества, выполняющего роль переносчика энергии в клетке) и гибель клеток.

Митохондрии являются постоянными компонентами клетки, ответственными за выработку в ней АТФ. Они могут быть уязвимы к окислительным повреждениям при сердечных патологиях, приводящим в том числе к структурным изменениям. Поэтому основная задача исследователей состоит в поиске подходов воздействия на клетку для улучшения работы поврежденного сердца.

Учёные предложили использовать природный антиоксидант астаксантин, выделенный из красных водорослей, для защиты митохондрий при сердечных заболеваниях.

«Мы определили белки, которые изменяют свое содержание в митохондриях сердца крыс с сердечной недостаточностью (модель, индуцированная инъекцией изопротеринола). В результате был выявлен белок прохибитин, который изменяет свое содержание при изопротериноле — индуцированном окислительном стрессе. Применение астаксантина восстанавливало его уровень в митохондриях до контрольного значения. Это говорит о том, что прохибитин может быть мишенью действия астаксантина», — рассказала один из авторов статьи об этом исследовании старший научный сотрудник лаборатории фармакологической регуляции клеточной резистентности ИТЭБ РАН кандидат биологических наук Юлия Бабурина.

Авторы установили, что в результате действия изопротеринола (модель сердечной недостаточности), происходят изменения в митохондриальной динамике, в частности усиливается деление и ингибируется слияние митохондрий как с внешней, так и с внутренней мембраны. В этих условиях снижается очистка клеток от поврежденных митохондрий — митофагия. Ученые связали эти события со снижением уровня прохибитина в митохондриях. При этом поврежденные митохондрии, не удаляемые митофагией, накапливаются в митохондриальной сети, и функции митохондрий нарушаются (снижается индекс контроля дыхания, митохондрии более чувствительны к открытию митохондриальной поры, ускоряется набухание самих митохондрий).

Применение астаксантина увеличивает содержание прохибитина, что в свою очередь уменьшает деление, усиливает слияние внешней митохондриальной мембраны и восстанавливает митофагию, при этом улучшается функциональное состояние митохондрий.

Представленные результаты раскрыли механизм защитного действия астаксантина и свидетельствуют о перспективах его применения для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, ее результаты  опубликованы в одном из международных научных изданий.

Источник: Минобрнауки