Oficiálny časopis Slovenskej kardiologickej spoločnosti,
Slovenskej hypertenziologickej spoločnosti a Slovenskej asociácie srdcových arytmií

Cardiology Letters 2020, 29(2):106-112

Srdcové mitochondrie v úlohe kardioprotektívnych stratégií

Andelová N, Jašová M, Kancirová I, Ferko M
Centrum experimentálnej medicíny Slovenskej akadémie vied, Ústav pre výskum srdca, Bratislava, Slovenská republika

V ostatných rokoch sa pohľad na srdcové mitochondrie ako na zdroj energie zabezpečujúci dodávku ATP potrebnú na udržanie kontraktilnej funkcie, bazálnych metabolických procesov a iónovej homeostázy výrazne zmenil. V súčasnosti je známe, že dysfunkcia týchto organel má za následok vývoj veľkého počtu ochorení, vrátane kardiovaskulárnych. Práve mitochondrie sa aktuálne považujú za sľubný cieľ a koncový efektor endogénnych stratégií nevyhnutných na ochranu myokardu pred akútnym ischemicko/reperfúznym poškodením. Predkladané review ponúka prehľad kaskád prežitia účinných v procesoch adaptácie a endogénnej ochrany navodených prostredníctvom srdcových mitochondrií. Významnou súčasťou kompenzačných mechanizmov je kardioprotektívna regulácia na úrovni mitochondriálnych pórov prechodnej permeability. Do mitochondriálnych procesov stimulácie endogénnej ochrany sa zapája aj signálna úloha voľných kyslíkových radikálov. Opísané mechanizmy sú súčasťou inovatívnej stratégie kompenzujúcej patologické podnety v myokarde spojené s energetickou deficienciou, predĺženým vápnikovým transientom a mohutnou tvorbou voľných radikálov.

Kľúčové slová: srdcové mitochondrie; mitochondriálne póry prechodnej permeability; energetika srdca; kardioprotekcia

Uverejnené: February 1, 2020  Zobraziť citáciu

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Andelová N, Jašová M, Kancirová I, Ferko M. Srdcové mitochondrie v úlohe kardioprotektívnych stratégií. Cardiology Letters. 2020;29(2):106-112.
Share...
Stiahnuť citáciu
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobraziť celý článok

    Referencie

    1. Ventura-Clapier R, Garnier A, Veksler V, et al. Bioenergetics of the failing heart. Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res 2011;1813:1360-1372. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    2. Ajith TA, Jayakumar TG. Mitochondria-targeted agents: future perspectives of mitochondrial pharmaceutics in cardiovascular diseases. World J Cardiol 2014;6:1091-1099. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    3. Chen HY, Jia XL, Zhao SQ, et al. Dual role of polyamines in heart ischemia/reperfusion injury through regulation of mitochondrial permeability transition pore. Sheng Li Xue Bao 2019;71:681688.
    4. Kurian GA. Mitochondrial dysfunction plays a key role in the abrogation of cardioprotection by sodium hydrosulfide postconditioning in diabetic cardiomyopathy rat heart. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2019; doi:10.1007/s00210019-01733-z.
    5. Capetanaki Y. Desmin cytoskeleton: a potential regulator of muscle mitochondrial behavior and function. Trends Cardiovasc Med 2002;2:339-348. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    6. Suleiman MS, Halestrap AP, Griffiths EJ. Mitochondria: a target for myocardial protection. Pharmacol Ther 2001;89:29-46. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    7. Picard M, McEwen B, Epel ES, et al. An energetic view of stress: Focus on mitochondria. Front Neuroendocrinol 2018;49:72-85. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    8. Kristian T, Bernardi P, Siesjö BK. Acidosis promotes the permeability transition in energized mitochondria: implications for reperfusion injury. J Neurotrauma 2001;18:1059-1074. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    9. Liu Y, Sato T, O'Rourke B, et al. Mitochondrial ATP-dependent potassium channels: novel effectors of cardioprotection? Circulation 1998;97:2463-2469. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    10. Waczulíková I, Ziegelhöffer A, Országhová Z, et al. Fluidising effect of resorcylidene aminoguanidine on sarcolemmal membranes in streptozotocin-diabetic rats: blunted adaptation of diabetic myocardium to Ca2+ overload. J Physiol Pharmacol 2002;53:727-739. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    11. von Ruecker AA, Han-Jeon BG, Wild M, et al. Protein kinase C involvement in lipid peroxidation and cell membrane damage induced by oxygen-based radicals in hepatocytes. Biochem Biophys Res Commun 1989;163:836-842. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    12. Ong SB, Subrayan S, Lim SY, et al. Inhibiting mitochondrial fission protects the heart against ischemia/reperfusion injury. Circulation 2010;121:2012-2022. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    13. Kueh HY, Niethammer P, Mitchison TJ. Maintenance of mitochondrial oxygen homeostasis by cosubstrate compensation. Biophys J 2013;104:1338-1348. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    14. Saks V, Favier R, Guzun R, et al. Molecular system bioenergetics: regulation of substrate supply in response to heart energy demands. J. Physiol. 2006;577:769-777. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    15. Schanze N, Bode C, Duerschmied D. Platelet Contributions to Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury. Front Immunol 2019;10:1260. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    16. Nyengaard JR, Ido Y, Kilo C, et al. Interactions between hyperglycemia and hypoxia: Implications for diabetic retinopathy. Diabetes 2004;53:2931-2938. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    17. Cerychova R, Pavlinkova G. HIF-1, metabolism, and diabetes in the embryonic and adult heart. Front. Endocrinol. (Lausanne) 2018;9:460. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    18. Ferko M, Gvozdjaková A, Kucharská J, et al. Functional remodeling of heart mitochondria in acute diabetes: interrelationships between damage, endogenous protection and adaptation. Gen Physiol Biophys 2006;25:397-413.
    19. Ziegelhöffer A, Waczulíková I, Ferko M, et al. Calcium signalingmediated endogenous protection of cell energetics in the acutely diabetic myocardium. Can J Physiol Pharmacol 2009;87:10831094. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    20. Kalogeris T, Bao Y, Korthuis RJ. Mitochondrial reactive oxygen species: a double edged sword in ischemia/reperfusion vs preconditioning. Redox Biol 2014;2:702-714. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    21. Ferree A, Shirihai O. Mitochondrial dynamics: The intersection of form and function. advances in experimental medicine and biology 2012;748:13-40. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    22. Ferdinandy P, Schulz R, Baxter GF. Interaction of cardiovascular risk factors with myocardial ischemia/reperfusion injury, preconditioning, and postconditioning. Pharmacol Rev 2007;59:418-458. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    23. Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 1986;74:1124-1136. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    24. Zhao ZQ, Corvera JS, Halkos ME, et al. Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2003;285:H579-88. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    25. Przyklenk K, Bauer B, Ovize M, et al. Regional ischemic 'preconditioning' protects remote virgin myocardium from subsequent sustained coronary occlusion. Circulation 1993;87:893-899. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    26. Ferko M, Andelová N, Szeiffová Bačová B, et al. Myocardial adaptation in pseudohypoxia: signaling and regulation of mPTP via mitochondrial connexin 43 and cardiolipin. Cells 2019;8:E1449. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    27. Boengler K, Lochnit G, Schulz R. Mitochondria "THE" target of myocardial conditioning. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 2018;315:H1215-H1231. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    28. Halestrap A. Mitochondrial permeability transition pore opening during myocardial reperfusion-a target for cardioprotection. Cardiovasc Res 2004;61:372-385. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    29. Heusch G.Molecular Basis of Cardioprotection. Circ. Res. 2015;116:674-699. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    30. Bernardi P, Di Lisa F. The mitochondrial permeability transition pore: Molecular nature and role as a target in cardioprotection. J. Mol. Cell. Cardiol. 2015;78:100-106. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    31. Halestrap AP. What is the mitochondrial permeability transition pore? J. Mol. Cell. Cardiol. 2009;46:821-831. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    32. Kwong JQ, Molkentin JD. Physiological and pathological roles of the mitochondrial permeability transition pore in the heart. Cell Metab 2015;21:206-214. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    33. Navarro A, Boveris A. The mitochondrial energy transduction system and the aging process. Am. J. Physiol. Physiol. 2007;292:C670-C686. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    34. Lopaschuk GD, Ussher JR, Folmes CD, et al. Myocardial fatty acid metabolism in health and disease. Physiol Rev 2010;90:207-258. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    35. Taegtmeyer H. Energy metabolism of the heart: from basic concepts to clinical applications. Curr Probl Cardiol 1994;19:59-113. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    36. Jaswal JS, Cadete VJJ, Lopaschuk GD. Optimizing cardiac energy substrate metabolism: a novel therapeutic intervention for ischemic heart disease. Heart Metab 2008;38:5-14.
    37. Gertz EW, Wisneski JA, Stanley WC, et al. Myocardial substrate utilization during exercise in humans. Dual carbon-labeled carbohydrate isotope experiments. J Clin Invest 1988;82:20172025. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    38. Hendrickson SC, St Louis JD, Lowe JE, et al. Free fatty acid metabolism during myocardial ischemia and reperfusion. Mol Cell Biochem 1997;166:85-94. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    39. Jaswal JS, Keung W, Wan W, et al. Targeting fatty acid and carbohydrate oxidation - a novel therapeutic intervention in the ischemic and failing heart. Biochim Biophys Acta 2011;1813:1333-1350. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    40. Fillmore N, Mori J, Lopaschuk GD. Mitochondrial fatty acid oxidation alterations in heart failure, ischaemic heart disease and diabetic cardiomyopathy. Br J Pharmacol 2014;171:2080-2090. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    41. Dennis SC, Gevers W, Opie LH. Protons in ischemia: where do they come from; where do they go to? J Mol Cell Cardiol 1991;23:1077-1086. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    42. Pike MM, Luo CS, Clark MD, et al. NMR measurements of Na and cellular energy in the ischemic rat heart: role of Na/H exchange. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1993;265:H2017-H202. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    43. Cruz RS, de Aguiar RA, Turnes T, et al. Intracellular shuttle: the lactate aerobic metabolism. Scientific World Journal 2012:420984. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    44. Adameova A, Dhalla NS. Role of microangiopathy in diabetic cardiomyopathy. Heart Fail Rev 2014;19:25-33. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    45. Ong SB, Dongworth RK, Cabrera-Fuentes HA, et al. Role of the MPTP in conditioning the heart - translatability and mechanism. Br J Pharmacol 2015a;172:2074-2084. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    46. Ong SB, Samangouei P, Kalkhoran SB, et al. The mitochondrial permeability transition pore and its role in myocardial ischemia reperfusion injury. J Mol Cell Cardiol 2015b;78:23-34. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    47. Tribulová N, Ravingerová T, Volkovová K, et al. Resistance of diabetic rat hearts to ca overloadrelated injury. Histochemical and ultrastructural study. Diabetes Res Clin Pract 1996;31:S113-S122. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    48. Ziegelhöffer A, Ravingerová T, Styk J, et al. Diabetic cardiomyopathy in rats: biochemical mechanisms of increased tolerance to calcium overload. Diabetes Res Clin Pract 1996;31:S93-103. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    49. Ziegelhöffer A, Ravingerová T, Styk J, et al. Mechanisms that may be involved in calcium tolerance of the diabetic heart. Mol Cell Biochem 1997;176:91-98. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    50. Ravingerová T, Štetka R, Volkovová K, et al. Diabetes modulates response to ischemia in isolated rat heart. Mol Cell Biochem 2000;210:143-151. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    51. Ravingerová T, Štetka R, Barančík M, et al. Response to ischemia and endogenous myocardial protection in the diabetic heart. Adv Exp Med Biol 2001;498:285-293. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    52. Tani M, Neely JR. Role of intracellular Na+ in Ca2+ overload and depressed recovery of ventricular function of reperfused ischemic rat hearts. Possible involvement of H+-Na+ and Na+- Ca2+ exchange. Circ Res 1989;65:1045-1056. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    53. Marban E, Koretsune Y, Kusuoka H. Disruption of intracellular Ca2+ homeostasis in hearts reperfused after prolonged episodes of ischemia. Ann N Y Acad Sci 1994;723:38-50. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    54. Griffiths EJ, Ocampo CJ, Savage JS, et al. Mitochondrial calcium transporting pathways during hypoxia and reoxygenation in single rat cardiomyocytes. Cardiovasc Res 1998;39:423-433. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    55. Schäfer C, Ladilov Y, Inserte J, et al. Role of the reverse mode of the Na+/Ca2+ exchanger in reoxygenation-induced cardiomyocyte injury. Cardiovasc Res 2001;51:241-250. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    56. Yellon DM, Hausenloy DJ. Myocardial reperfusion injury. N Engl J Med 2007;357:1121-1135. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    57. Ferko M, Kancirová I, Jašová M, et al. Remote ischemic preconditioning of the heart: protective responses in functional and biophysical properties of cardiac mitochondria. Physiol Res 2014;63:S469-S478. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    58. Horvath SE, Daum G. Lipids of mitochondria. Prog Lipid Res 2013;52:590-614. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    59. Guo R, Gu J, Zong S, et al. Structure and mechanism of mitochondrial electron transport chain. Biomed J 2018;41:9-20. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    60. Mileykovskaya E, Zhang M, Dowhan W. Cardiolipin in energy transducing membranes. Biochemistry (Mosc) 2005;70:154158. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    61. Paradis S, Leoni V, Caccia C, et al. Cardioprotection by the TSPO ligand 4'-chlorodiazepam is associated with inhibition of mitochondrial accumulation of cholesterol at reperfusion. Cardiovasc Res 2013;98:420-427. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    62. Paradies G, Paradies V, Ruggiero FM, et al. Role of cardiolipin in mitochondrial function and dynamics in health and disease: molecular and pharmacological aspects. Cells 2019;8:728. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    63. Paradies G, Petrosillo G, Paradies V, et al. Role of cardiolipin peroxidation and Ca2+ in mitochondrial dysfunction and disease. Cell Calcium 2009;45:643-650. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    64. Assaly R, de Tassigny A. d'Anglemont, Paradis S, et al. Oxidative stress, mitochondrial permeability transition pore opening and cell death during hypoxia-reoxygenation in adult cardiomyocytes. Eur. J. Pharmacol. 2012;675:6-14. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    65. Chen Q, Lesnefsky EJ. Depletion of cardiolipin and cytochrome c during ischemia increases hydrogen peroxide production from the electron transport chain. Free Radic Biol Med 2006;40:976-982. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    66. Petrosillo G, Matera M, Moro N, et al. Mitochondrial complex I dysfunction in rat heart with aging: critical role of reactive oxygen species and cardiolipin. Free Radic Biol Med 2009;46:88-94. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    67. Feillet-Coudray C, Fouret G, Casas F, et al. Impact of high dietary lipid intake and related metabolic disorders on the abundance and acyl composition of the unique mitochondrial phospholipid, cardiolipin. J Bioenerg Biomembr 2014;46:447-457. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    68. Paradies G, Petrosillo G, Pistolese M, et al. Lipid peroxidation and alterations to oxidative metabolism in mitochondria isolated from rat heart subjected to ischemia and reperfusion. Free Radic Biol Med 1999;27:42-50. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    69. Murphy RC, Johnson KM. Cholesterol, reactive oxygen species, and the formation of biologically active mediators. J Biol Chem 2008;283:15521-15525. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    70. Vejux A, Malvitte L, Lizard G. Side effects of oxysterols: cytotoxicity, oxidation, inflammation, and phospholipidosis. Braz J Med Biol Res 2008;41:545-556. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    71. Zorov DB, Juhaszova M, Sollott JS. Mitochondrial reactive oxygen species (ROS) and ROS-induced ROS release. Physiol Rev 2014;94:909-950. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    72. Tritto I, D'Andrea D, Eramo N, et al. Oxygen radicals can induce preconditioning in rabbit hearts. Circ Res 1997;80:743-748. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    73. Javadov S, Jang S, Parodi-Rullán R, et al. Mitochondrial permeability transition in cardiac ischemia-reperfusion: whether cyclophylin D is a viable taget for cardioprotection? Cellular and Molecular Life Sciences. 2017;74:2795-2813. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    74. Halestrap AP, Richardson AP. The mitochondrial permeability transition: a current perspective on its identity and role in ischaemia/ reperfusion injury. J Mol Cell Cardiol. 2015;78:129-141. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    75. Pérez MJ, Quintanilla RA. Development or disease: duality of the mitochondrial permeability transition pore. Dev Biol 2017;426:1-7. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    76. Elrod JW, Molkentin JD. Physiologic functions of cyclophilin D and the mitochondrial permeability transition pore. Circ J. 2013;77:1111-1122. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    77. Hou Y, Ghosh P, Wan R, et al. Permeability transition poremediated mitochondrial superoxide flashes mediate an early inhibitory effect of amyloid beta1-42 on neural progenitor cell proliferation. Neurobiol Aging. 2014;35:975-989. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    78. Lu X, Kwong JQ, Molkentin JD, et al. Individual cardiac mitochondria undergo rare transient permeability transition pore openings. Circ Res 2016;118:834-841. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    79. Jonckheere AI, Smeitink JA, Rodenburg RJ. Mitochondrial ATP synthase: architecture, function and pathology. J Inherit Metab Dis 2012;35:211-225. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    80. Bernardi P. Why F-ATP synthase remains a strong candidate as the mitochondrial permeability transition pore. Front. Physiol. 2018;9. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    81. Karch J, Molkentin JD. Identifying the components of the elusive mitochondrial permeability transition pore. Proc. Natl. Acad. Sci. 2014;111:10396-10397. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    82. Beutner G, Alanzalon RE, Porter GA. Cyclophilin D regulates the dynamic assembly of mitochondrial ATP synthase into synthasomes. Sci. Rep. 2017;7:14488. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    83. Claypool SM. Cardiolipin, a critical determinant of mitochondrial carrier protein assembly and function. Biochim. Biophys. Acta - Biomembr. 2009;1788:2059-2068. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    84. Carroll J, He J, Ding S, et al. Persistence of the permeability transition pore in human mitochondria devoid of an assembled ATP synthase. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116:12816-12821. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    85. Karch J, Bround MJ, Khalil H, et al. Inhibition of mitochondrial permeability transition by deletion of the ANT family and CypD. Sci Adv. 2019;5:eaaw4597. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    86. Piot C, Croisille P, Staat P, et al. Effect of cyclosporine on reperfusion injury in acute myocardial infarction. N Engl J Med. 2008;359:473-481. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    87. Griffiths EJ, Halestrap AP. Mitochondrial non-specific pores remain closed during cardiac ischaemia, but open upon reperfusion. Biochem J. 1995;307:93-98. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    88. Gomez L, Thibault H, Gharib A, et al. Inhibition of mitochondrial permeability transition improves functional recovery and reduces mortality following acute myocardial infarction in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007;293:H1654-661. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    89. Argaud L, Gateau-Roesch O, Muntean D, et al. Specific inhibition of the mitochondrial permeability transition prevents lethal reperfusion injury. J Mol Cell Cardiol 2005;38:367-374. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    90. Briston T, Selwood DL, Szabadkai G, et al. Mitochondrial permeability transition: a molecular lesion with multiple drug targets. Trends Pharmacol Sci 2019;40:50-70. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    91. Argaud L, Gateau-Roesch O, Chalabreysse L, et al. Preconditioning delays Ca2+-induced mitochondrial permeability transition. Cardiovasc Res 2004;61:115-122. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    92. Khaliulin I, Clarke SJ, Lin H, et al. Temperature preconditioning of isolated rat hearts-a potent cardioprotective mechanism involving a reduction in oxidative stress and inhibition of the mitochondrial permeability transition pore. J Physiol 2007;58:1147-1161. Prejsť k pôvodnému zdroju...
    93. Saotome M, Hajnóczky G, Katoh H, et al. "Mitochondrial remodeling" in coronary heart disease. Res Rep in Clin Cardiol 2014;5:111-122. Prejsť k pôvodnému zdroju...

    Späť na obsah