Исследователи из Центра регенеративной науки и медицины Хамона постепенно снижали содержание кислорода в воздухе, которым дышали мыши, до 7 процентов — примерно концентрации кислорода на вершине горы. Эверест.
Через две недели в среде с низким содержанием кислорода клетки сердечной мышцы, называемые кардиомиоцитами, делились и росли. В нормальных условиях кардиомиоциты не делятся у взрослых млекопитающих.
Результаты, опубликованные в журнале Nature, основаны на многолетней работе, которая началась с открытия, что сердца новорожденных млекопитающих обладают способностью к регенерации, подобно тому, как кожа имеет способность восстанавливать себя после пореза.
Но эта способность сердечной мышцы к регенерации быстро теряется в следующие недели, поскольку животные стареют, и кардиомиоциты купаются в богатой кислородом среде бьющегося сердца, вызывая повреждение клеток.
«Сердце взрослого человека не способно к сколько-нибудь значимому восстановлению после сердечного приступа, поэтому сердечные приступы имеют такие разрушительные последствия», — сказал доктор. Хешам Садек, доцент кафедры внутренней медицины и центр Hamon. «Хотя это противоречит здравому смыслу, мы показали, что резкое снижение воздействия кислорода может предотвратить повреждение клеток, вызванное кислородом, и снова включить деление клеток, что приведет к повторному росту сердца."
В текущем исследовании исследователи снизили уровень кислорода с нормальных 21 до 7 процентов в течение нескольких недель, а затем наблюдали за массой и функцией сердца.
Они продемонстрировали, что уменьшение кислорода приводит как к увеличению кардиомиоцитов, так и к улучшению функции сердца.
Исследователи попробовали 10-процентную кислородную среду, но в 10-процентной кислородной среде возобновления роста сердца не наблюдалось. Чтобы избежать повреждения клеток кислородом, уровень кислорода должен быть очень низким, и такая ситуация называется гипоксией.
«Эта работа показывает, что гипоксия эквивалентна вершине горы.
Эверест действительно может обратить вспять болезнь сердца, и это необычно », — сказал доктор. Бенджамин Левин, профессор внутренней медицины, имеющий звание выдающегося профессора в области физических упражнений, и который руководит Институтом физических упражнений и экологической медицины в Пресвитерианской больнице штата Техас в Далласе, совместной программе Юго-Западного штата Юго-Запад и Техасских ресурсов здравоохранения.
«Теоретически создание среды с низким содержанием кислорода может привести к восстановлению не только сердечной мышцы, но и других органов», — сказал доктор. Садек, владеющий буквой J. Фред Шёллькопф-младший. Кафедра кардиологии. "Хотя воздействие гипоксии такого уровня может привести к осложнениям, люди переносят его, когда проводят в контролируемых условиях."
Последние результаты основаны на предыдущих исследованиях ученых из Юго-Западного Университета, которые включают:
Исследование 2011 года в журнале Science, показывающее способность сердца новорожденных мышей к регенерации
Исследование 2014 года, проведенное в Cell в 2014 году, показало, что метаболизм кислорода вызывает повреждение ДНК в клетках сердца, что снижает способность к регенерации
Исследование, проведенное в 2015 году в журнале Nature, показало, что некоторые сердечные клетки, находящиеся в карманах с очень низким содержанием кислорода, сохраняют способность делиться.