Analiza zwapnienia: odkrywanie mechanizmów obronnych serca przeciwko sztywnieniu zastawek sercowych

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign, UCLA Health oraz Uniwersytetu Teksańskiego w Austin wyjaśnili proces, w jaki złogi wapnia powstają w zastawkach serca. Ich badania mogą prowadzić do opracowania nowych leków i skuteczniejszych terapii chorób serca. Choroby serca są przyczyną około 18 milionów zgonów rocznie, z czego wiele wynika z twardnienia zastawek serca.

Zwapnienie powoduje stwardnienie tkanek serca poprzez dodanie do nich minerałów wapniowych. Dotyczy to zastawki aortalnej, której zadaniem jest wypompowanie natlenionej krwi z serca. Gromadzenie się wapnia w tej zastawce sprawia, że staje się ona sztywna i nie jest w stanie w pełni się otworzyć. Często konieczna jest operacja zastąpienia tej zastawki.

Oto szczegółowy opis badania:

Stosowano ponad 12 metod badawczych, w tym mikroskopię optyczną, elektronową oraz spektroskopię. Złoża wapniowe składają się głównie z amorficznego fosforanu wapnia (ACP), a nie z apatytu przypominającego kość. Kalcyfikacja rozpoczyna się w warstwie mięśniówki gładkiej płatków zastawki. Białko osteopontyna spowalnia ten proces kalcyfikacji. Włókna kolagenowe w zastawce również hamują wzrost guzków wapniowych.

Zespół z Uniwersytetu Illinois pod kierunkiem Bruce'a Fouke badał zastawki aortalne z ludzkich serc pośmiertnych, aby zrozumieć, jak powstają i rosną złogi wapnia. Odkryli, że w warstwie mięśni gładkich zastawki tworzą się małe kulki fosforanu wapnia. Te kulki łączą się, tworząc sztywniejsze warstwy, które następnie dodatkowo utwardzają włókna kolagenowe i mięśniowe w zastawkach.

Zobacz również:

Dzisiaj · 01:33

Czy magia dźwięku oczaruje osoby niewidome?

Krew w naszym ciele zawiera dużo wapnia i fosforanów, co sprawia, że trudno jest uniknąć zwapnienia. Zespół Fouke'a odkrył dwa główne mechanizmy, dzięki którym nasze ciało stara się spowolnić ten proces. Po pierwsze, gdy zaczyna się gromadzić wapń, tkanki serca produkują białko o nazwie osteopontyna. Co ciekawe, chociaż osteopontyna sprzyja zwapnieniu kości, to hamuje zwapnienie w tkankach serca. To odkrycie może pomóc w opracowywaniu metod obniżania poziomu zwapnienia do bezpieczniejszych wartości.

Włókna kolagenowe w listku otaczają rozwijające się guzki, tworząc barierę, która spowalnia ich wzrost. Chociaż te procesy ochronne są skomplikowane i bardzo skuteczne, nie są w stanie całkowicie powstrzymać wapnienia.

Badanie opublikowane w Scientific Reports pokazuje, że Fouke ma nadzieję opracować terapie, które będą celować w osteopontynę, aby zahamować wzrost złogów oraz rozkładać te już istniejące. To badanie może również pomóc w leczeniu innych schorzeń poza chorobami serca. Zespół obecnie współpracuje z Mayo Clinic, aby zbadać procesy zwapnienia w ludzkich guzach piersi.

Nowe ustalenia dotyczące mechanizmów zapobiegania zwapnieniu w naszych organizmach mogą prowadzić do skuteczniejszych metod leczenia i zapobiegania sztywnieniu zastawek bez konieczności przeprowadzania operacji. Badania te zostały sfinansowane przez Fundację Barbary i Eda Weila, NIH oraz projekt Amara-Yad Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles.