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O mecanismo recentemente identificado regula o distensibility do coração

Batimentos cardíacos saudáveis 50 a 100 vezes um a acta e as bombas 8.000 litros do sangue em torno de nosso corpo cada dia. Uma condição prévia para esta função é a elasticidade das paredes cardíacas, que se dilatam como circulações sanguíneas dentro (diástole) e contrato outra vez como as circulações sanguíneas para fora (systole).

Milhões de cavidades minúsculas nas fibras de músculo do coração, os sarcomeres, são responsáveis para este movimento. Estas unidades contrácteis contêm a proteína a maior encontrada no corpo humano chamado titin. Tem a função de uma mola mecânica, que desenvolva uma força de restauração durante a extensão dos sarcomeres - apenas como um elástico.

Trabalhando com os pesquisadores das universidades de Bochum, de Würzburg, água de Colônia, de Regensburg, de Göttingen e de Düsseldorf, uma equipe dos pesquisadores na universidade de Münster dirigiu pelo prof. Wolfgang Linke, director do instituto da fisiologia II, tem descoberto agora que oxidativo force, em combinação com o esticão das paredes do coração, disparadores uma mudança na rigidez cardíaca. O titin elástico nos sarcomeres é oxidado mais fortemente e, em conseqüência, modulado em sua extensibilidade. Os pesquisadores chamam este mecanismo recentemente descoberto UnDOx (“oxidação desdobrada do domínio”). O estudo foi publicado no jornal “PNAS”.

Fundo e método

No organismo humano, o titin forma a espinha dorsal dos sarcomeres, as unidades funcionais as menores dos músculos esqueletais e o coração. Titin fornece a estabilidade e a elasticidade às pilhas de músculo, dívida sua estrutura original. Pela primeira vez, a equipa de investigação tem mostrado agora no tecido do coração dos ratos que o esforço oxidativo junto com a extensão do coração modula a função da mola do titin. O esforço oxidativo ocorre quando espécies reactivas demais do oxigênio estam presente na pilha de um organismo. Estas espécies do oxigênio, que incluem radicais livres assim chamados, podem causar dano de pilha. Em quantidades pequenas, contudo, regulam funções fisiológicos importantes.

Os pesquisadores usaram um espectrómetro em massa para determinar o estado da oxidação das proteínas no coração, incluindo o titin. Adicionalmente, isolaram pilhas de músculo do coração do tecido congelado de um coração humano e anexaram-nas a um sensor da força e a um micromotor, a fim esticar os espécimes. Isto permitiu-os de medir as forças geradas em cima do estiramento e de observar sua aumento ou diminuição durante formulários diferentes do esforço oxidativo.

Além, a equipe produziu moléculas de recombinação do titin e igualmente transformou-as em um tubo de ensaio, tais que a oxidação poderia já não ocorrer. “Nós usamos então um microscópio atômico assim chamado da força para medir directamente os efeitos do estiramento e a oxidação na mola do titin,” Wolfgang Linke explica. “Usando este dispositivo, nós podíamos esticar moléculas individuais do titin como um elástico e gravar a força em cima da extensão, assim como as mudanças na força na presença de um oxidante.”

Os pesquisadores demonstraram em suas experiências que o mecanismo de UnDOx ocorre nos corações sob o esforço oxidativo. Este é o caso, por exemplo, após um cardíaco de ataque agudo ou na doença cardíaca crônica associada com o enchimento cardíaco alterado.

O mecanismo regula o distensibility do coração. A rigidez extensiva da parede não é boa para o coração, porque menos circulações sanguíneas dentro. No caso da parada cardíaca diastolic, que é encontrada frequentemente nas pessoas adultas, o endurecimento do coração é um problema grave. Nós esperamos que tais corações podem ser feitos mais distensible com o regulamento farmacológico da oxidação do titin, isto é usando a medicamentação.”

Prof. Wolfgang Linke, director do instituto da fisiologia 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.