Опыты ученых с митохондриями ускорят разработку лекарств от болезней сердца

Российские исследователи обнаружили ранее неизученный механизм, регулирующий перемещение ионов кальция между митохондриями, ключевыми структурами клетки, обеспечивающими ее энергией, и окружающей цитоплазмой. Этот процесс происходит в зависимости от присутствия различных молекул и специфических физиологических обстоятельств. Полученные данные могут значительно ускорить создание новых методов лечения сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний.

По словам авторов работы, полученные результаты указывают на новую "мишень" для разработки терапевтических подходов, направленных на снижение негативных последствий состояний, характеризующихся временным повышением концентрации ионов кальция и падением уровня АТФ в клетке. К таким состояниям относятся, в частности, ишемические эпизоды, эпилепсия и другие серьезные патологии.

Это открытие стало возможным благодаря изучению одной из недавно обнаруженных особенностей функционирования митохондрий, связанных с их ролью в обмене ионов кальция внутри клеток. Кальций играет важную роль в передаче сигналов внутри клеток организма, но его избыток в цитоплазме может привести к повреждению и гибели клеток.

Митохондрии играют важную роль в предотвращении этого сценария, поглощая избыток ионов кальция и высвобождая их при необходимости. Недавно было установлено, что этот кальций накапливается в митохондриях в форме гранул минералов, таких как гидроксиапатит или витлокит, содержащих большое количество молекул АТФ и ее предшественника - АДФ. Этот факт вызвал много вопросов, поскольку оба минерала практически не растворимы в воде, в то время как митохондрии способны быстро высвобождать ионы кальция.

Ученые предположили, что такие неожиданные результаты могли быть связаны с тем, что предыдущие эксперименты с митохондриями проводились в условиях, вызывающих их повреждение. Исходя из этой гипотезы, российские исследователи разработали условия, в которых "энергетические станции клетки" оставались неповрежденными, и изучили, как изменения концентрации АТФ и АДФ, а также других молекул, влияют на поведение ионов кальция внутри митохондрий.

Эксперименты, проведенные на интактных митохондриях, позволили исследователям выявить механизм накопления кальция в этих структурах, связанный с образованием неорганических соединений фосфора, а также показать, что накопление ионов кальция не приводит к сопоставимым изменениям в концентрации АТФ и АДФ. Ученые надеются, что понимание этого процесса поможет прояснить причины развития многих заболеваний, связанных с дисфункцией митохондрий, и разработать эффективные стратегии их лечения.

Обратите внимание: Летние морозы накроют Россию и оставят всех без урожая: синоптик Вильфанд объявил об аномальной погоде в июле