Mitochondria as central regulators of cardiac adaptation to stress and aging
Mitochondriën als centrale regulatoren van de cardiale aanpassing aan stress en veroudering
Het hart is een aanpasbaar orgaan: het verandert van vorm en werking om aan de behoeften van het lichaam te voldoen, een proces dat cardiale remodellering heet. Het onophoudelijk kloppen van het hart vergt een enorme hoeveelheid energie, geleverd door de mitochondriën, de energiefabriekjes van de hartspiercel. Het succes van cardiale remodellering hangt af van hoe goed de mitochondriën zich aanpassen. Hoe die aanpassing verloopt, in gezonde en zieke harten, is nog grotendeels onbekend, terwijl die kennis nodig is om de hartfunctie te behouden of te verbeteren.
In zijn proefschrift beschrijft Pablo Sánchez Aguilerade de rol van mitochondriën bij chronische ziekten: hoe ze normaal functioneren en wat er tijdens ziekte verandert. Daarnaast gebruikte hij gekweekte hartspiercellen om twee vormen van remodellering te vergelijken: het groeisignaal IGF-1, dat tijdens inspanning stijgt en de energieproductie van mitochondriën stimuleert, en het stress-eiwit ATPIF-1, dat stijgt in falende harten en mitochondriën ontregelt. Ten slotte onderzocht hij ATPIF-1 in twee diermodellen: de plotselinge remodellering door een tijdelijke onderbreking van de bloedtoevoer, en de geleidelijke remodellering van veroudering.
De bevindingen laten zien dat mitochondriën tegengesteld reageren op plotselinge en geleidelijke stress, en dat hetzelfde eiwit in de ene situatie schadelijk kan zijn en in de andere onmisbaar. Het uitschakelen van ATPIF-1 verbeterde hoe mitochondriën calcium verwerken en gaf jonge harten betere pompkracht, maar beschermde niet tegen tijdelijke ischemie. In oude harten blokkeerde het de opruiming van beschadigde mitochondriën, met littekenvorming en functieverlies in beide hartkamers tot gevolg. ATPIF-1 is daarom niet het behandeldoel dat het leek.