O mitochondriích, hlavních dodavatelích energie pro tělo, je více slyšet až v posledním desetiletí, kdy se objevují stále nové a nové poznatky o těchto malých „elektrárnách“. Zajímavá studie „Targeting the Mitochondria in Heart Failure“ se zaměřuje na mitochondrie v srdeční a kosterní svalovině a zkoumá, jak by se dalo zabránit množícím se případům srdečního selhání, které zvyšují počty hospitalizací, nároky na zdravotní péči a léky, a také míru úmrtnosti.

K srdečnímu selhání dochází v důsledku energetické deprivace. Na vině jsou mitochondrie – především abnormality ve strukturách, dynamice a funkcích mitochondrií. Tyto příznaky mají za následek akumulaci škodlivých reaktivních forem kyslíku (ROS, reactive oxygen species) a sníženou produkci adenosin trifosfátu (ATP). Oprava mitochondriálních dysfunkcí může vést k novým terapeutickým postupům, které by mohly napomoci ke zvýšení srdeční funkce, míry přežití pacientů a kvality jejich života.

Ve zmíněné studii je popsána stavba mitochondrií a jejich funkce a také procesy, ke kterým v mitochondriích v různých cyklech dochází při transportu elektronů. Při těchto transportech se tvoří ATP, jehož průměrný člověk za jeden den vyprodukuje a spotřebuje asi 65 kg. Srdeční činnost spotřebuje denně 6 kg ATP a až 90 % buněčného ATP v srdci je spotřebováno na jeho chod.

Jelikož ATP nelze uchovávat, správná tvorba této látky v těle je velmi důležitá. V průběhu stárnutí srdci dochází energie, jelikož mitochondrie už ji nedokážou produkovat v potřebném množství. Následkem je srdeční selhání.

Uvedená studie se dále zabývá biogenezí mitochondrií, jejich fúzí, procesem mitofágie, jakož i abnormalitami a rolí mitochondrií v kosterní srdeční svalovině. Dále řeší souvislosti mezi stárnutím mitochondrií, mitochondriálními abnormalitami a srdečním selháním. Většina pacientů, které postihuje srdeční selhání, je starší 65 let. Mitochondrie je považována za „iniciátora stárnutí“. Může také dojít k mutacím mitochondriální DNA, což vede ke vzniku genů, které stárnutí urychlují. Spolu s množícími se mutacemi se snižuje výkon mitochondrií a dochází ke stárnutí organismu. Mitochondrie v kosterní svalovině jsou závislé také na produkci Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC-1α), který hraje hlavní roli v regulaci buněčného energetického metabolismu. Většinou u dětí a starých lidí můžeme pozorovat slabší a ochablejší svaly.

Zmíněná studie pojednává také o tom, jak lze mitochondrie opravovat, a o možném budoucím použití mitochondrií v terapii. Poslední desetiletí přineslo několik průlomových poznatků v této oblasti. V dnešní době je srdeční selhání léčeno pomocí neurohormonální medikace a operací srdce (remodelingu). Téměř všechny tyto metody pracují se zvýšením a snížením frekvence srdečního tepu (např. bradykardie). Dosavadní terapie se snaží ulevit od symptomů, ale je třeba se specializovat přímo na řešení molekulárních abnormalit.

Mezi metody zlepšující činnost mitochondrií patří například použití elamipretidu, který dokáže vyhledat mitochondrie, lokalizovat a penetrovat vnitřní membránu a spolupracovat s kardiolipinem na obnově mitochondriálních bioenergetických procesů. U psů bylo při použití elamipretidu prokázáno několik velice kladných výsledků. Jeho dlouhodobé používání dokáže také zrenovovat tkáň kosterní svaloviny.

Další metodou pro zlepšení činnosti mitochondrií je použití adenosinu, který dokáže v kardiomyocytech aktivovat mitochondriální energetiku, vápníkovou homeostázu, a také funkci a strukturu srdeční svaloviny. Vedlejšími účinky adenosinu jsou např. vazokonstrikce, atrioventrikulární blok nebo bradykardie. Jeho pozitivní účinky v boji proti srdečnímu selhání však převažují.

Závěrem lze konstatovat, že se úmrtnost i počet hospitalizací pacientů se srdečním selháním nadále zvyšují. S rostoucím stárnutím populace se tato situace bude nejspíše stále zhoršovat. Nynější terapie využívané u srdečního selhání snižují srdeční přetížení formou snížení srdečního tepu, a tím energetické spotřeby srdce. Oprava mitochondrií by umožnila zlepšit energetické zásobování srdce. Veškeré terapie sloužící k opravě mitochondrií jsou však v začátcích. Stále není jasné, zda je lepší opravovat mitochondrie po zátěži nebo v klidovém stádiu či dle stupně pokročilosti nemoci.

Ing. Vít Smejkal

Odborný asistent

Zdroj:

Sabbah HN (2020): Targeting the mitochondria in heart failure. JACC: Basic to Translational Science, 5, 88–106.