Но что произойдет, если качели окислительно-восстановительного потенциала зайдут слишком далеко, создавая антиоксидантный стресс, также известный как восстановительный стресс?? Раджасекаран Намаккал-Сураппан, доктор философии.D., адъюнкт-профессор Университета Алабамы на кафедре патологии Бирмингема и его коллеги обнаружили, что редукционный стресс, или RS / AS, также является патологическим.
По их словам, это открытие может иметь клиническое значение для лечения сердечной недостаточности.
Они сообщают, что RS вызывает патологическое увеличение сердца и диастолическую дисфункцию у мышей. Это исследование, опубликованное в журнале Antioxidants and Redox Signaling, было проведено Namakkal-Soorappan и Pei Ping, Ph.D., Школа медицины Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
«Терапевтические подходы на основе антиоксидантов при сердечной недостаточности у человека должны предусматривать тщательную оценку уровней антиоксидантов перед лечением», – сказали они. "Наши результаты показывают, что хронический RS недопустим и достаточен для индукции сердечной недостаточности."
В исследовании использовались трансгенные мыши, у которых была повышенная регуляция генов антиоксидантов в сердце, что увеличивало количество антиоксидантных белков и снижало глутатион, создавая RS.
Одна линия мышей имела низкую повышающую регуляцию, а другая – высокую, что приводило к хроническому низкому RS и хроническому высокому RS, соответственно, в сердцах мышей.
У мышей с высоким RS наблюдались патологические изменения сердца, называемые гипертрофической кардиомиопатией, а также аномально высокая фракция выброса сердца и диастолическая дисфункция в возрасте 6 месяцев.
Шестьдесят процентов мышей с высоким RS умерли к 18-месячному возрасту.
У мышей с низким RS были нормальные показатели выживаемости, но изменения в сердце у них развились примерно в 15-месячном возрасте, что позволяет предположить, что даже умеренный RS может со временем привести к необратимому повреждению сердца.
Введение мышам с высоким RS химического вещества, которое блокирует биосинтез глутатиона, начиная примерно с 6-недельного возраста, предотвращает RS и спасает мышей от патологических изменений сердца.
Гобинатх Шанмугам, доктор философии.D., научный сотрудник отделения патологии UAB и Намаккал-Соораппан отмечают, что опрос 2019 года показал, что около 77 процентов американцев потребляют пищевые добавки каждый день, а в этой группе около 58 процентов потребляют антиоксиданты в виде поливитаминов. Таким образом, хроническое употребление антиоксидантных препаратов любым человеком, не зная об их окислительно-восстановительном состоянии, может привести к РС, что может вызвать патологию и медленно повредить сердце.
Влияние RS на скелетные мышцы
В соответствующем исследовании, опубликованном в журнале Redox Biology, Намаккал-Сураппан изучил влияние RS на миоспателлитные клетки, которые также известны как мышечные стволовые клетки. Эти клетки, расположенные рядом с волокнами скелетных мышц, способны регенерироваться и дифференцироваться в скелетные мышцы после острого или хронического мышечного повреждения. Регулирование миосателлитных клеток представляет интерес, учитывая потерю массы скелетных мышц во время старения или при хронических состояниях, таких как диабет и СПИД.
Недавно Namakkal-Soorappan сообщил, что отклонение качелей окислительно-восстановительного потенциала к окислительному стрессу нарушает регенерацию скелетных мышц.
Теперь, в статье Redox Biology, он показал, что изменение окислительно-восстановительного потенциала в сторону RS также вызывает значительное ингибирование дифференцировки мышечных сателлитных клеток.
Вместо генетических манипуляций для индукции RS, как это было сделано в исследовании сердца, исследователи использовали химический сульфорафан или прямое увеличение внутриклеточного глутатиона для индукции RS в культивируемых клетках миобластов мыши.
Оба препарата ингибировали дифференцировку миобластов. Наконец, авторы попытались снять антиоксидантный стресс, выращивая клетки в среде без сульфорафана, который удаляет RS и ускоряет дифференцировку.
Намаккал-Сураппан и его коллеги обнаружили, что для дифференцировки миобластов необходима прооксидантная среда за счет умеренного образования активных форм кислорода.
Исследователи также показали, что генетическое подавление негативного регулятора антиоксидантных генов также ингибирует дифференцировку миобластов.