Российские исследователи провели изучение мозга якутских сусликов и обнаружили соединения, способствующие замедлению сердечного ритма. Рассмотрим, как пептиды TSKY и 5’-АМФ воздействуют на сердце и какую пользу это может принести медицине.
Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН совместно с коллегами сделали открытие, которое может помочь разгадать тайны зимней спячки. Изучив мозг сусликов, находящихся в состоянии зимнего покоя, исследователи обнаружили вещества, которые способны существенно замедлять сердечный ритм. Ученые полагают, что данное открытие может быть полезным для решения значимых медицинских задач, включая успешную криоконсервацию и сохранение органов и тканей перед трансплантацией. Результаты работы опубликованы в журнале «Биофизика».
Зимняя спячка, или гибернация, представляет собой естественную модель выживания в суровых условиях. В этом состоянии у животных, таких как медведи, ежи и летучие мыши, наблюдается значительное снижение температуры тела, обмена веществ и частоты сердечных сокращений. Организм оказывается защищенным от кислородного голодания, нарушений кровоснабжения и потери мышечной массы. По этой причине ученые активно исследуют факторы, способные запускать и поддерживать это состояние.
В ходе исследования ученые использовали якутских сусликов Spermophilus undulatus, пойманных в районе Якутска. Авторы выделили из мозга как активных, так и находящихся в спячке животных пептиды — короткие белковые цепочки — массой от 1 до 10 килодальтон. Эффект полученной фракции исследователи проверили на 38-часовых куриных эмбрионах, которые на этой стадии уже имеют работающие сердца и остаются прозрачными, что позволяет хорошо наблюдать за реакцией органа. Эксперименты продемонстрировали, что добавление фракции от спящих сусликов приводило к резкому замедлению сердечных сокращений у эмбрионов, в то время как образцы от активных животных такого эффекта не оказывали.
Затем исследователи проанализировали отдельные компоненты фракции и выделили два вещества, способствовавших снижению сердечного ритма. Первое из них — пептид TSKY, состоящий из четырех аминокислот. Он вызывал резкое замедление сердечных сокращений через 10-15 минут после введения. Вторым компонентом оказался нуклеотид 5’-АМФ. В некоторых экспериментах при его добавлении сердце эмбриона полностью останавливалось, однако этот эффект был обратимым: после промывания физраствором работа органа восстанавливалась.
«Проанализировав данные, мы можем предположить, что пептиды TSKY и 5’-АМФ могут не только влиять на метаболизм клеток и органов, но и участвовать в регуляции и индукции гипобиоза (состояния пониженной жизнедеятельности) у различных организмов, широко рассеянных по эволюционному древу», — отметили авторы публикации. По их мнению, это состояние обусловлено рядом факторов, влияющих как на центральную нервную систему, так и на клетки периферических тканей. Найденные вещества являются важными звеньями в этой сложной цепи.
Тем не менее, до практического использования еще далеко, подчеркивают ученые. Необходимо сначала понять, как эти вещества действуют на молекулярном уровне, какова их роль в естественной зимней спячке и безопасны ли они для человека.
Фото: hi-tech.mail.ru