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Le mécanisme neuf recensé règle le distensibility du coeur

Battements de coeur sain 50 à 100 fois par minute et pompes 8.000 litres de sang autour de notre fuselage chaque jour. Une condition préalable pour ce fonctionnement est l'élasticité des parois cardiaques, qui dilatent comme flux sanguins dedans (diastole) et contrat de nouveau comme flux sanguins à l'extérieur (systole).

Les millions de cavités minuscules dans les fibres musculaires de muscle cardiaque, les sarcomères, sont responsables de ce mouvement. Ces éléments contractiles contiennent la plus grande protéine trouvée dans le titin appelé de corps humain. Il a le fonctionnement d'un ressort mécanique, qui développe une force de remise pendant la prolonge des sarcomères - juste comme un élastique.

Fonctionnant avec des chercheurs des universités de Bochum, de Würzburg, de Cologne, de Ratisbonne, de Göttingen et de Düsseldorf, une équipe de recherche à l'université de Münster s'est dirigée par prof. Wolfgang Linke, directeur de l'institut de la physiologie II, a maintenant découvert qu'oxydant chargez, en combination avec l'étirement des parois de coeur, des déclencheurs un changement de dureté cardiaque. Le titin élastique dans les sarcomères plus fortement est oxydé et, comme résultat, est modulé dans son extensibilité. Les chercheurs appellent ce mécanisme neuf découvert UnDOx (« oxydation dévoilée de domaine »). L'étude a été publiée dans le tourillon « PNAS ».

Mouvement propre et méthode

Dans l'organisme humain, le titin forme le réseau général des sarcomères, les plus petits éléments fonctionnels des muscles squelettiques et le coeur. Titin fournit la stabilité et l'élasticité aux cellules musculaires, dû sa seule structure. Pour la première fois, l'équipe de recherche a maintenant montré en tissu cardiaque des souris que la tension oxydante avec la prolonge du coeur module le fonctionnement de ressort du titin. La tension oxydante se produit quand trop d'espèces réactives de l'oxygène sont présentes dans la cellule d'un organisme. Ces substances de l'oxygène, qui comprennent de soi-disant radicaux libres, peuvent endommager cellules. En petite quantité, cependant, elles règlent des fonctionnements physiologiques importants.

Les chercheurs ont utilisé un spectromètre de masse pour déterminer l'état d'oxydation des protéines au coeur, y compris le titin. Supplémentaire, ils ont isolé des cellules myocardiques de tissu surgelé d'un coeur humain et les ont fixées à un détecteur de force et à un micromotor, afin d'étirer les spécimens. Ceci leur a permis de mesurer les forces produites sur l'extension et d'observer leur augmentation ou diminution pendant différentes formes de tension oxydante.

De plus, l'équipe a produit les molécules recombinées de titin et les a également subies une mutation dans une éprouvette, telles que l'oxydation pourrait plus ne se produire. « Nous avons alors utilisé un soi-disant microscope atomique de force pour mesurer directement les effets de l'extension et l'oxydation le ressort de titin, » Wolfgang Linke explique. « Utilisant ce dispositif, nous pouvions étirer différentes molécules de titin comme un élastique et enregistrer la force sur la prolonge, ainsi que les changements de la force en présence d'un oxydant. »

Les chercheurs ont expliqué dans leurs expériences que le mécanisme d'UnDOx se produit aux coeurs sous la tension oxydante. C'est le cas, par exemple, après une crise cardiaque aiguë ou dans la cardiopathie continuelle liée à l'obturation cardiaque modifiée.

Le mécanisme règle le distensibility du coeur. La dureté considérable de paroi n'est pas bonne pour le coeur, parce que moins de flux sanguins dedans. Dans le cas de l'insuffisance cardiaque diastolique, qui est souvent trouvée dans les personnes âgées, le raidissement du coeur est un problème majeur. Nous espérons que de tels coeurs pourront être rendus plus dilatables par le règlement pharmacologique de l'oxydation de titin, c.-à-d. à l'aide du médicament. »

Prof. Wolfgang Linke, directeur de l'institut de la physiologie II

Source:
Journal reference:

Loescher, C.M., et al. (2020) Regulation of titin-based cardiac stiffness by unfolded domain oxidation (UnDOx). PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2004900117.