Взаимодействие воспаления, экзосом и динамики Ca2+ при диабетической кардиомиопатии

Сердечно-сосудистая диабетология, том 22, номер статьи: 37 (2023) Цитировать эту статью

Доступы 1941 года

2 цитаты

Подробности о метриках

Сахарный диабет является одним из основных факторов риска сердечно-сосудистых осложнений и связан с высокой заболеваемостью и смертностью. Диабетическая кардиомиопатия (ДКМП) часто проявляется снижением сократимости сердца, фиброзом миокарда, диастолической дисфункцией и хронической сердечной недостаточностью. Воспаление, изменения в обращении с кальцием (Ca2+) и потеря кардиомиоцитов часто участвуют в развитии и прогрессировании ДКМП. Хотя существование ДКМП было установлено почти четыре десятилетия назад, точные механизмы, лежащие в основе патофизиологии этого заболевания, постоянно развиваются. Кроме того, сложная патофизиология ДКМП связана с экзосомами, которые, как недавно было показано, облегчают межклеточную (межклеточную) связь через биомолекулы, такие как микроРНК (миРНК), белки, ферменты, рецепторы клеточной поверхности, факторы роста, цитокины, и липиды. Воспалительный ответ и передача сигналов Ca2+ взаимосвязаны, и известно, что DCM отрицательно влияет на многие из этих сигнальных молекул как качественно, так и количественно. В этом обзоре литературы мы продемонстрировали, что регуляторы Ca2+ жестко контролируются на разных молекулярных и клеточных уровнях во время различных биологических процессов в сердце. Показано, что медиаторы воспаления, микроРНК и экзосомы взаимодействуют с этими регуляторами, однако то, как эти медиаторы связаны с обработкой Ca2+ во время патогенеза ДКМП, остается неясным. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять механизмы восстановления сердечного гомеостаза и функции Ca2+ и служить потенциальными терапевтическими мишенями при лечении ДКМП.

Диабетическая кардиомиопатия (ДКМП) является одним из последствий терминальной стадии смертности и заболеваемости больных сахарным диабетом. Сахарный диабет стимулирует хроническое воспаление, изменяет гомеостаз Са2+, активирует трансформацию сердечных фибробластов в миофибробласты, что приводит к дисфункции левого желудочка и ухудшению клинических исходов [1, 2]. Сердечная функция частично зависит от ритмических сокращений сердечной мышцы, которая непрерывно проходит циклы сокращения и расслабления. Поскольку сократимость сердца регулируется внутриклеточной концентрацией кальция [Ca2+]i, которая также изменяется во время циклов сокращения/расслабления (систолического и диастолического), регуляторы [Ca2+]i являются основными детерминантами сердечной функции. В миоците желудочка Са2+ перемещается вокруг саркоплазматического ретикулума, митохондриальной мембраны и сарколеммы через различные ионные каналы и ионные транспортеры (рис. 1). Во время сопряжения возбуждения-сокращения миокарда (ЭК) внеклеточный Са2+ перемещается в кардиомиоцит через потенциалзависимые Са2+-каналы L-типа (LTCC) и обратный натрий-кальциевый (Na+/Ca2+) обменник [3, 4]. Этот приток Ca2+ служит триггером и индуцирует высвобождение Ca2+ из саркоплазматического ретикулума (внутриклеточного хранилища Ca2+) через рианодиновые рецепторы (RyR2), процесс, известный как кальций-индуцированное высвобождение кальция (CICR) [5, 6]. Это внезапное появление свободного в цитозоле Ca2+ в больших количествах приводит к одновременному связыванию Ca2+ с несколькими молекулами сердечного тропонина C, который является частью тропонинового комплекса, прикрепленного к тонким нитям, который регулирует связывание нитей тяжелой цепи миозина (MHC) с актином в тонких нитях. нить. Когда Ca2+ связывается с тропонином С, это приводит к активации миофиламентов, что в конечном итоге приводит к их сокращению. Цитозольная концентрация Ca2+ должна снизиться до наступления релаксации и диастолического наполнения. Следовательно, как только цитозольный Са2+ диссоциирует от тропонина С, Са2+ выводится из цитозоля, что приводит к прекращению сокращения. Четыре различных транспортера удаляют Ca2+ из цитозоля: (i) Са2+-АТФаза саркоплазматического ретикулума (SERCA2a), (ii) сарколеммальный обменник Na+/Ca2+, (iii) Са2+-АТФаза сарколеммальной/плазматической мембраны и (iv) митохондриальный унипортер Ca2+. (МКУ).