Как рыбы регулируют размер сердца: ключ к лечению сердечных повреждений у людей

Профессор Университета Гвельфа (U of G) Тодд Гиллис обнаружил белок, позволяющий рыбам изменять размер сердца в зависимости от температуры воды. Это открытие может помочь в разработке методов лечения или предотвращения повреждений сердца у людей.

Механизм адаптации у рыб

• Некоторые рыбы, такие как радужная форель, лосось и другие виды, остающиеся активными круглый год, способны увеличивать размер сердца зимой и уменьшать его летом.
• В холодной воде (около 4°C) сердце форели может увеличиться на 50% от нормального размера и стать сильнее. При температуре 12–17°C оно возвращается к норме.
• Этот процесс связан с накоплением и удалением коллагена в сердечной ткани. «Рыбы наращивают коллаген зимой и избавляются от него летом, чтобы продолжать плавать в широком диапазоне температур», — пояснил Гиллис.

Роль белка TGF-Beta1

Исследование, проведенное Гиллисом и аспиранткой Элизабет Джонстон и опубликованное в Journal of Experimental Biology, показало:

• Клетки сердца радужной форели, ответственные за регуляцию коллагена, реагируют на белок TGF-Beta1.
• Лабораторные тесты подтвердили, что воздействие этого белка на клетки сердца рыбы приводит к увеличению выработки коллагена.
• Гипотеза: падение температуры повышает вязкость крови, заставляя сердце работать интенсивнее, что, в свою очередь, увеличивает выброс белка TGF-Beta1.

Значение для медицины человека

Сердца рыб и человека схожи по составу. После инфаркта или другого повреждения человеческое сердце формирует постоянный рубец из коллагена, что ухудшает функцию сердца и может привести к сердечной недостаточности.

«Если мы выясним, как рыбы естественным образом добавляют и удаляют эту ткань, мы сможем разработать методы лечения для людей, которые позволят сердцу более контролируемо восстанавливаться после инфаркта», — заявил Гиллис.

Следующие шаги

Сейчас команда исследователей сосредоточена на том, чтобы понять, как рыбы удаляют коллаген из сердца в теплые месяцы. Работа направлена на изучение молекулярных путей, регулирующих процессы деградации коллагена.

«Конечная цель — применить знания, полученные на сердцах форели, к фиброзу сердца у людей, чтобы помочь контролировать или уменьшить эту реакцию на повреждение».