SIRT5-İlgili Desüksinilasyon Modifikasyonu, Mitokondriyal Kalite Denetiminin Düzenlenmesi Yoluyla Yaralanan Kalp Yetersizliğine ve Yüksek Glikoza Yönelik Kardiyomiyositlere Karşı Quercetin İle İndüklenen Korumaya Katkı Sağlıyor Bölüm 2

Lütfen iletişime geçinoscar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

3.6. Quercetin, Mitokondriyal Kalite Gözetimini Düzenleyerek Yüksek Glikozun İndüklediği HL-1 İltihap Yaralanmalarını Azaltır.

Mitokondri, kalite gözetim mekanizmaları aracılığıyla şekillerini ve boyutlarını değiştirebilir ve biyosentez yoluyla yeni mitokondriler üretebilir; böylece mitokondri havuzu desteklenir ve ihtiyaç duyulan enerji metabolizması

ŞEKİL 4: Quercetin(Que)yüksek glikoz-(HG-)indüklenen HL'yi azaltır-1iltihapSIRT5-ile ilgili desüksinilasyonu teşvik ederek yaralanma. (a) IDH2'nin immünoblotlanması ve süksinilasyonu. (b)SIRT5 ve(c) IDH2 mRNA ekspresyonunu saptamak için RT-PCR kullanıldı. (d)IDH2 süksinilasyonu. (örn.) Mitokondriyal solunum kompleksleri I/III ve IV'ün aktiviteleri ELISA kullanılarak tespit edildi. Ortalama±SD;*P<>

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

hücreler çeşitli koşullar altında karşılanır. Mitokondriyal kalite sürveyansı, kalp yetmezliği ve miyokardiyal fibrozis sırasında sitoprotektif düzenleme için kritik öneme sahiptir [36]. Quercetin'in mitokondriyal kalite sürveyansı üzerindeki düzenleyici mekanizmasını araştırmak için, 24 saatlik yüksek glukoz stimülasyonundan sonra Drpl/Fill ve Mfn1/Mfn2'nin mRNA seviyelerini değerlendirdik. Gen ekspresyonu analizi, mitokondride yüksek glikoz stimülasyonu Drpl ve Fill'i yukarı regüle etti ve Mfnl ve Mfin2'yi aşağı regüle etti (Şekil 6(a)-6(d)); üstelik kuersetin bu etkileri tersine çevirmiştir (Şekil 6(a)-6(d)). Ayrıca mitokondriyal biyogenezi değerlendirdik. qPCR analiz sonuçları, yüksek glikoz stimülasyonundan sonra Tfam ve PGCa ekspresyonunun ciddi şekilde azaldığını gösterdi. Buna karşılık, kersetin, Tfam ve PGCla seviyelerini arttırdı ve mitokondriyal biyogenezi geliştirdi (Şekil 6(e) ve 6(f)). Si-SIRT5 tedavisini takiben mitokondriyal fisyonun önemli ölçüde arttığını, buna karşın mitokondriyal biyo-sentezin azaldığını belirtmekte fayda var (Şekil 6(e) ve 6() Bu nedenle, kersetin mitokondriyal kalite denetimini düzenleme yeteneği, SIRT5 ile yakından ilişkili olmalıdır.

Sonuçlar, quercetin'in HL-1 hücreleri üzerindeki koruyucu etkisinin, kersetin regülasyonu ile yakından ilişkili olduğunu gösterdi.

ŞEKİL 5: Quercetin(Que), mitokondriyal enerji metabolizmasını ve NLRP3 seviyelerini düzenleyerek yüksek glikoz-(HG-) ile indüklenen HL-1 inflamasyon hasarını azaltır. (a) mPTP açılış hızının tespiti. (be) Mitokondriyal enerji metabolizması tespiti. (f, g) NLRP3 seviyelerinin immünofloresan tespiti. Ortalama±SD;*P<>

mitokondriyal kalite gözetimi. Quercetin, IDH2'nin SIRT5 yoluyla desüksinilasyonunu destekleyebilir, böylecemitokondriyalsolunum zinciri fonksiyonu ve mitokondriyal homeostaz, ardından hücre aktivitesini iyileştirir.

4. Tartışma

Miyokard fibrozu, kalp yetmezliği ile yakından ilişkilidir ve düzensiz hücre dışı matris metabolizması ve kollajen bileşen oranı ile karakterizedir. Oksidatif stres hasarı ve kalp yetmezliğinin neden olduğu inflamasyondan kaynaklanır [37].oksidatifstres ve inflamatuar sitokinler mitokondriyal homeostaz bozukluklarına neden olabilir, ilgili proteinlerin posttranslasyonel modifikasyonunu etkileyebilir, kardiyomiyositlerin kasılma fonksiyonuna zarar verebilir ve kardiyomiyosit fibrozisine neden olarak kalp yetmezliğine neden olabilir [38]. Bu nedenle, mitokondriyal fonksiyonun ve protein translasyon sonrası modifikasyonun rolüne ilişkin daha iyi bir anlayış.miyokard fibrozuyaralanma, mitokondriyal kalite sürveyansı ve oksidatif stres perspektifinden miyokardiyal yeniden şekillenme hakkında bilgi sağlarken, aynı zamanda kalp yetmezliğinin prognozunu ve tedavisini iyileştirmek için yeni stratejiler sağlayacaktır. Spesifik olarak, mitokondriyal kalite gözetimi için hedeflenen ilaçlara acilen ihtiyaç vardır.

FrcurRE 6:Quercetin (Que), mitokondriyal kalite sürveyansını düzenleyerek yüksek glukoz-(HG-) indüklenmiş HL-1 inflamasyon hasarını azaltır.(ad) qPCR kullanılarak belirlendiği gibi Drp1/Fis1 ve Mfnl/Mfn2 ekspresyonu.(e , f) Mitokondriyal DNA sentez belirteçleri PGCla ve Tfam'ın transkripsiyonel seviyeleri qPCR kullanılarak belirlendi. Ortalama±SD;*P<0.05. [39].="" in="" this="" study,="" we="" found="" that="" the="" level="" of="" myocardial="" fibrosis="" in="" the="" mouse="" myocardium="" and="" myocardial="" cells="" increased="" after="" surgery,="" whereas="" the="" cardiac="" ejection="" function="" decreased.="" moreover,="" quercetin="" can="" regulate="" myocardial="" cell="" mitochondrial="" homeostasis="" after="" stress="" injury,="" inhibit="" oxidative="" stress="" damage="" and="" inflammation,="" maintain="" cardiomyocyte="" activity,="" and="" reduce="" myocardial="" fibrosis="" damage="" in="" mice="" with="" heart="" failure.="" quercetin="" can="" also="" protect="">miyokardiyaldoku, kardiyomiyositlerde SIRT5 ekspresyonunu arttırın ve IDH2 desüksinilasyonunu teşvik edin.

Diyabetik hastalarda birincil ölüm nedeni kardiyovasküler bir hastalıktır; ancak diyabetik hastalarda kalp yetmezliğinin önemi henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Ayrıca, bu iki durum arasındaki ilişki yalnızca komorbiditeler düzeyinde değildir, daha çok bunların karşılıklı olarak desteklenmesi veya bastırılmasıyla sonuçlanan karmaşık bir ilişki vardır [40]. Ek olarak, glikozile hemoglobin (HbAlc), açlık kan şekeri ve insülin seviyeleri dahil olmak üzere insülin direncini yansıtan göstergeler, kalp yetmezliği riski ile ilişkilidir. Ek olarak, otonomik dahil olmak üzere bir dizi fizyolojik veya metabolik anormalliknöropati, mikrodolaşım bozukluğu, metabolizma veya enerjide değişiklikler ve ileri düzeyglikasyonson ürünler, diyabetik hastalarda insülin direncine veya kardiyomiyopatiye neden olabilir [41].

Cistanche bağışıklığı artırabilir

Ayrıca kalp yetmezliği, insülin direnci, bozulmuş glukoz toleransı ve diyabet riskini artırabilir. Uzun süreli anormal karbonhidrat ve lipid metabolizması veya gelişmiş yağ asidi metabolizması ve artan oksijen tüketimi, kardiyomiyositlerin mitokondriyal solunum zincirinin işlev bozukluğunu daha da indükler, mitokondriyal enerji metabolizmasında keskin bir düşüşe neden olur, bu da dolaylı olarak dengesiz redoks homeostazına ve aşırı ekspresyona yol açar. inflamatuar faktörlerin etkisi [42]. Spesifik olarak, diyabetik kardiyomiyopati, vasküler hastalık ile komplike olan bir diyabet türüdür. Miyokardiyal iskemi ve hipoksinin eşlik ettiği diyabet ve kalp yetmezliği olan hastalarda miyokardiyal hücreler tarafından glukoz metabolizmasının kullanımı azalır [43,44]. Bu çalışmanın sonuçları ayrıca dolaylı olarak yüksek glikozlu bir ortamın dolaylı olarak mitokondriyal kalite sürveyansına yol açabileceğini ortaya koydu.

Oksidatif stres ortamında, kardiyomiyositlerin oksijen ve kan temini önemli ölçüde azalır, bu da büyük miktarda oksijensiz radikal ve çeşitli ara metabolitlerin üretilmesine neden olur. Ayrıca vücutta metabolik bir dengesizliğe neden olabilir, miyokardiyal hücre zarına zarar verebilir ve hücre dışı bozunma ve sentez arasındaki dengeyi bozabilir [45,46]. Miyokardiyal fibroblastların proliferasyonu miyokardiyal fibrozise yol açar, bu da büyük miktarda hücreler arası kolajenin birikmesine ve hücre yapısının düzensizleşmesine neden olarak çeşitli kolajen türleri arasındaki dengeyi etkili bir şekilde bozar. Bu nedenle, şiddetli miyokardiyal fibrozisin nihayetinde kalp yetmezliğine yol açtığı gösterilmiştir. Önceki çalışmaların çoğu oksidatif stres ve inflamatuar hasarda kuersetin rolüne odaklanmış olsa da [47], mitokondriyal homeostaziyi, ilgili proteinlerin ekspresyonunu ve post-translasyonel modifikasyonları da düzenleyebilir [48]. Sonuçlarımız, IDH2'nin desüksinilasyonunu teşvik etmek için SIRT5 aracılığıyla quercetin fonksiyonlarını öneren, böylece mitokondriyal homeostazı düzenleyen, miyokardiyal hücrelerin aktivitesini koruyan ve miyokardiyal fibrozis ile ilişkili hasarı iyileştiren önceki bulguları genişletiyor. Bu nedenle, kersetin, kalp yetmezliğinin tedavisi için yeni bir terapötik yaklaşımı temsil edebilir.

Farelerde, mitokondriyal homeostaz bozuklukları veya işlev bozuklukları, öncelikle aşırı ROS üretimi ve yetersiz ATP sentezinden kaynaklanır, bu da kalbin yapısını ve işlevini olumsuz yönde etkiler ve daha sonra kalp yetmezliğine yol açar 49]. Oksidatif stres ve inflamasyon koşulları altında, aşırı ROS üretimi, hücresel proteinler, lipidler ve mitokondriyal DNA'da oksidatif hasara neden olabilir ve ayrıca hücre hasarı ve apoptozu indükleyebilir [50]. Bu büyük ölçüde, iltihaplanma ile ilişkili redoks homeostazının bozulmasının neden olduğu mitokondriyal homeostazdaki dengesizlikten kaynaklanmaktadır. Şu anda birçok çalışma, kalp yetmezliği meydana geldiğinde ortaya çıkan inflamatuar yanıtın oksidatif stres ile yakından ilişkili olduğunu göstermiştir [51]. Kalp yetmezliğinin başlangıcına şiddetli miyokardiyal hipertrofi ve miyokardiyal fibrozis eşlik eder. Kalp yetmezliğinin patolojik mekanizması söz konusu olduğunda, miyokard enfarktüsü meydana geldiğinde, miyokard iskemisi, hipoksi, bozulmuş mitokondriyal fonksiyon ve nötrofillerin aktivasyonu ve inflamatuar faktörler gibi faktörler ROS'ta patlayıcı bir artışa neden olur. Redoks homeostazındaki bir dengesizliğin neden olduğu bu aşırı ROS üretimine daha sonra NF-xB aktivasyonu ve ardından monositlerde proinflamatuar gen promotörlerinin aktivasyonu eşlik eder. Sonuç olarak, inflamatuar faktör transkripsiyonu yukarı doğru düzenlenir ve NADPH oksidaz kompleksi, ROS oluşturmak için hücre zarı üzerinde oksitlenir, antioksidan enzimlerin aktivitesini inhibe eder ve ayrıca inflamatuar reaksiyonların oluşumunu uyarır [52]. Bu kısır döngü, miyokardiyal hipertrofi ve fibrozisin ilerleyici şiddetlenmesi için tetikleyici bir faktördür. ROS ayrıca aktin ve uyarıcı-kontraktil bağlanma proteinlerine zarar vererek kalp kası sistolik/diyastolik disfonksiyonuna neden olabilir. Ayrıca, yetersiz ATP sentezi, kardiyomiyositlerin hayatta kalması ve kardiyak ejeksiyon fonksiyonu üzerinde ciddi olumsuz etkileri olan kardiyomiyositlere enerji kaynağının olmamasına yol açar [53].

Ek olarak, kalp yetmezliği olan şiddetli diyabetik kardiyomiyopatiye miyokardiyal hipertrofi, kısmi miyokardiyal iskemi ve hipoksi eşlik eder [36, 53]. Miyokardiyal hücrelerin enerji metabolizması, kendini koruyucu bir mekanizma olarak hipoksiye uyum sağlamak için yağ asidi oksidasyonundan glikolize dönüştürülür. Bununla birlikte, bu dönüşüme bir desüksinilasyon modifikasyonu eşlik eder. Bu çalışmada, yüksek glikoz stimülasyonunun oksidatif stres ve inflamatuar reaksiyon arasındaki etkileşimin neden olabileceği apoptoza veya ölüme yol açabileceğini bulduk. Bu reaksiyona ayrıca mitokondriyal enerji metabolizması ve mitokondriyal kalite gözetiminde bir dengesizlik eşlik eder. Hipoksi/iskemiye benzer şekilde, yüksek glikozlu bir ortam aşırı ROS üretimini indükleyebilir, bu da oksidatif stres ve mitokondriyal kütle dengesizliği ile sonuçlanır. Sonuç olarak, glukoz metabolizması bozuklukları, kalp yetmezliği ile komplike olan diyabetes mellitus ile ilişkili anahtar bir mekanizmayı temsil edebilen birincil kardiyovasküler hastalığı veya mikrodolaşım hasarını daha da kötüleştirir.

IDH2, izositratın -ketoglutarata ve NADPt'nin NADPH'ye dönüşümünü katalize ederek trikarboksilik asit döngüsüne katılır. Çalışmalar, farelerde IDH2'nin nakavt edilmesinin, NADPH'nin redoks durumunda ve mitokondride tioredoksin redüktaz aktivitesinde bir azalmaya yol açabileceğini bildirmiştir. Ayrıca hücre aktivitesinin azalmasına ve mitokondriyal oksijen tüketimine yol açabilir [54]. Ayrıca, IDH2'nin nakavt edilmesi, hepatik iskemi-reperfüzyon hasarı olan farelerde NADPH seviyelerini ve mitokondriyal GPX aktivitesini azaltarak mitokondriyal cristae kaybına, mitokondriyal parçalanmaya, mitokondriyal fissür kaymasına, sitokrom c salınımına ve hücre ölümüne yol açar [55]. IDH2 eksikliği ayrıca mitokondriyal ROS'un artmasına, histon deasetilaz aktivitesinin inhibe edilmesine ve asetilasyon yoluyla NF-B'nin aktivasyonunun artmasına neden olarak inflamasyon ve apoptozda artışa neden olabilir [56]. Gerçekten de, IDH2-eksikliği olan fareler hızlanmış kalp yetmezliği, artmış apoptoz ve hipertrofi ve redoks homeostazındaki bir dengesizlikle ilişkili mitokondriyal disfonksiyon sergiler [57]. Sonuçlarımız, murin kardiyomiyositlerinin mitokondriyal homeostaz ve kalite kontrol bozukluklarının IDH2'nin süksinilasyonu ile ilişkili olduğunu gösteren önceki çalışmaların sonuçlarıyla tutarlıdır.

Lisinin süksinilasyonu, proteindeki bir lizin(K) kalıntısının süksinil-koenzim A tarafından süksinil grubundan dönüştürüldüğü, yakın zamanda keşfedilen bir protein translasyon sonrası modifikasyonudur [58, 59]. İlgili in vitro ve in vivo çalışmalar, quercetin'in, fibroblast farklılaşma belirteçleri tip I ve tip II kollajenin ekspresyonunu inhibe ederken, AnglI ile indüklenen miyokardiyal kontraktilite, fibrozis, inflamasyon ve miyokardiyal hipertrofiyi önemli ölçüde azaltabildiğini göstermiştir [28]. Quercetin ayrıca hücresel redoks dengesini geri yükleyerek ve mitokondriyi koruyarak izoproterenolün neden olduğu kardiyak hipertrofiyi tersine çevirir [38]. Sonuçlarımız, quercetin'in SIRT5 aracılığıyla IDH2'nin desüksinilasyonunu desteklediğini, redoks dengesini düzenlediğini, mitokondriyal homeostazı koruduğunu, inflamasyonu inhibe ettiğini, kardiyomiyositleri koruduğunu, miyokardiyal fibroz hasarının seviyesini azalttığını ve kalp fonksiyonunu eski haline getirdiğini göstermektedir. Bu bulgular önceki çalışmaların bulgularıyla uyumludur; yani, yüksek glikoz uyarımı redoks seviyelerinde bir dengesizliğe neden olur, iltihaplanmaya neden olur ve mitokondriyal kalite gözetimi ve homeostazın yanı sıra mitokondriyal apoptoz yolunu aktive eder. Ek olarak, SIRT5'in IDH2 desüksinilasyonunu desteklediğini, hücrelerin oksidatif strese duyarlılığını arttırdığını ve daha önce de gözlenen [60] kardiyomiyositlerde oksidatif stres hasarını azalttığını gösterdik.

Çalışmamızın üç ana sınırlaması vardı. İlk olarak, kersetin düzenleyici etkisini doğrulamak için kalp yetmezliği ve miyokardiyal fibrozisin hayvan modellerini kullanarak in vivo çalışmalar yürütmemize rağmen, gen nakavt hayvanları kullanarak hedefli doğrulama yapmadık. İkincisi, endoplazmik retikulum fonksiyonu değil, sadece mitokondriyal homeostaz değerlendirildi. Miyokardiyal fibrozisin patolojik mekanizması öncelikle kalsiyum homeostazı ile ilgilidir. Endoplazmik retikulum, önemli bir hücre içi kalsiyum deposudur. Endoplazmik retikulumda aşırı veya düşük kalsiyum seviyeleri, kalsiyum sinyal bozukluklarına neden olarak kardiyomiyositlerde anormal fizyolojik fonksiyonlara ve miyokardiyal fibrozis oluşumuna neden olabilir. Üçüncüsü, endoplazmik retikulum stresi ile mitokondriyal homeostaz arasındaki etkileşim, kalp yetmezliği ile komplike olan diabetes mellitusun patogenezinde net olarak aydınlatılamamıştır; ancak miyokardiyal fibrozis incelenmedi. Bu sınırlamalara rağmen araştırmamız, kersetin'in IDH2'nin SIRT5 yoluyla desüksinilasyonunu destekleyebileceğini göstermektedir. Quercetin, mitokondriyal homeostaz ve redoks dengesinin düzenlenmesini sağlar, inflamasyonu inhibe eder ve kardiyomiyositlerin apoptoz seviyesinin yanı sıra kas fibrozu seviyesini ve kardiyak ejeksiyon fonksiyonunun iyileşmesini azaltır.

5. Sonuçlar

Sonuçlarımız, miyokardiyal fibrozis ve kalp yetmezliğinin patolojik mekanizması ve klinik tedavisi hakkında fikir vermektedir. Kalp yetmezliği diyabetli hastalarda en ciddi kardiyovasküler komplikasyonlardan biridir; ancak şu anda, klinik uygulamada kan şekerini kontrol edebilen ve miyokard hasarını iyileştirebilen birkaç ilaç vardır ve tedavi ve patolojik mekanizmalar belirsizliğini korumaktadır. Bu çalışmada, quercetin'in TAC sonrası farelerde kalp yetmezliğinin patolojik tepkisini etkili bir şekilde iyileştirebildiği, kalp fonksiyonunu iyileştirdiği, inflamatuar faktörlerin ekspresyonunu ve miyokardiyal fibroz seviyesini inhibe ettiği ve miyokard fibrozisi seviyesini in vivo deneysel çalışmalarla keşfedilmiştir. . Ayrıca, quercetin'in yüksek glikoz koşulları altında fare kardiyomiyositlerinin redoks dengesini düzenleyebildiğini, NLRP3 inflamatuarlarının salınımını engelleyebileceğini, mitokondriyal kalite gözetimini düzenleyebileceğini, mitokondriyal homeostazı sürdürebileceğini ve yüksek glikozlu ortamlarda apoptozu veya kardiyomiyositlerin ölümünü engelleyebileceğini gösterdik. Ek olarak, doğal bir ilaç olarak aktif bileşen kersetin, desüksinilasyonu teşvik ederek SIRT5 düzenleyici mekanizmasını etkiler. Quercetin, mitokondrinin oksidatif stres ve inflamasyona toleransını artırabilen SIRT5'in süksinilasyonunu düzenleyebilir. Antioksidatif stres etkileri olan quercetin'in "inflamasyon-oksidatif stres" yolu ile mitokondriyal kalite sürveyansını düzenleyebileceği çıkarımına varıyoruz. "İnflamatuvar-oksidatif stres-mitokondriyal disfonksiyon" yolunun patolojik mekanizmasının deşifre edilmesinde büyük ilerlemeler olmasına rağmen, ilişkili karışma mekanizması henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu çalışmanın sonuçları, quercetin'in diyabet ve kalp yetmezliği olan hastalar için tamamlayıcı bir alternatif ilaç veya günlük sağlık takviyesi olabileceğini düşündürmektedir; bununla birlikte, etkinliğini ve güvenliğini daha fazla doğrulamak için büyük ölçekli, çok merkezli klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.

Bu makale Hindawi Oksidatif Tıp ve Hücresel Uzun Ömür Cilt 2021, Makale Kimliği 5876841, 17 sayfa https://doi.org/10.1155/2021/5876841'den alınmıştır.