Основний механізм виявлення того, як старіють кровоносні судини втрачають свою еластичність

Дослідники з Інституту Лінуса Полінга при Університеті штату Орегон виявили фундаментальний механізм, який змушує старіють кровоносні судини втрачати еластичність - буквальне "затвердіння артерій", яке часто є прелюдією до високого кров'яного тиску та серцево-судинних захворювань.

Розуміння цього механізму, за словами вчених, забезпечує важливу нову мішень як для ліків, так і для змін дієти, які можуть допомогти запобігти або лікувати атеросклероз та серцеві захворювання. Це провідна причина смерті у всьому світі, яка в тій чи іншій формі зачіпає близько 80 відсотків людей похилого віку.

Висновки щойно були опубліковані у професійному журналі Aging Cell. Дослідження фінансували Національний інститут старіння, Національний центр додаткової та нетрадиційної медицини та Американська асоціація серця.

"Це в кінцевому підсумку може забезпечити новий, фундаментальний і, можливо, недорогий спосіб лікування або запобігання підвищеному кров'яному тиску", - сказала Торі Хаген, доцент кафедри біохімії та біофізики ОСУ та провідний автор дослідження. "Це також ключ до розуміння біологічних наслідків запалення, яке все частіше пов'язане не тільки із захворюваннями серця, але й іншими хронічними та неврологічними захворюваннями".

Дослідження, проведене в пробірках та на моделях тварин, має бути підтверджене на людях, перш ніж воно може стати основою для нових методів лікування. Але фундаментальні висновки виявляють важливе розуміння того, як судини змінюються з віком і втрачають значну частину здатності розслаблятися, скорочуватися та полегшувати циркуляцію крові в організмі.

Кровоносні судини у людей, як і у інших тварин, мають судинні "гладкі м'язи", які можуть альтернативно розслаблятися і стискатися, щоб усувати коливання кровотоку та об'єму. Тонкий шар "ендотеліальних клітин" у судинах частково служить сенсорним механізмом, який допомагає регулювати цей процес. А належне функціонування ендотеліальних клітин, у свою чергу, зумовлене специфічними ферментами та сигнальними шляхами.

Вже деякий час відомо, що старіння кровоносних судин втрачає значну частину здатності розслаблятися - згідно з дослідженнями OSU, приблизно половина цієї здатності навіть у здорових судинах. Якщо судини звужуються при атеросклеротичних ураженнях, проблема ще більше посилюється. Результатом цього є часто високий кров'яний тиск, що, в свою чергу, може призвести до інфарктів, інсультів та смерті.

Насправді, деякі найпоширеніші ліки від високого кров’яного тиску діють, допомагаючи усунути цю втрату еластичності в судинах. Таблетки нітрогліцерину, що використовуються багатьма людьми з нестабільною стенокардією, забезпечують негайне підвищення оксиду азоту, який служить для розслаблення судин.

Не відомо, чому саме це «затвердіння» судин відбувається з віком. Нове дослідження OSU відповідає на більшу частину цього питання. "В основному ми дізналися, що в старих судинах клітинний процес сигналізації руйнується", - сказав Хаген. "Судна все ще мають можливість розслабитися так само, як і коли були молодшими, але вони не отримують повідомлення".

Складний ферментативний процес, викладений у новому дослідженні, пояснює, як відбувається ця "відмова у спілкуванні". Ферментативна реакція під назвою "фосфорилювання", яка є важливою для процесу передачі сигналів, втрачає приблизно половину своєї ефективності при старінні судин. Ця втрата фосфорилювання обумовлена меншою активністю в одному ферменті, АКТ, що полегшує процес, і надмірною активністю фосфатаз, які зворотно його змінюють.

Дослідники також виявили, що кераміди, один із типів ліпідів або жиру, в основному відповідають за надмірну активність фосфатаз. А в лабораторних експериментах з кровоносними судинами щурів вони змогли пригнічувати синтез кераміду.

"Лабораторні дослідження були дуже переконливими", - сказав Хаген. "Ми змогли змусити старі судини поводитися так, ніби вони знову молоді".

За словами Бальца Фрея, професора та директора Інституту Лінуса Полінга та співавтора цього дослідження, силою цього підходу є те, що він вказує на спосіб використання дієти для запобігання зниженню функції судин з віком та для лікування це, при необхідності, за допомогою наркотиків.

"Сполука, яку ми вже використовуємо, продемонструвала здатність знижувати рівень кераміду та покращувати процес передачі сигналів клітинам, і ця сполука стане гарною відправною точкою для можливих лікарських засобів", - сказав Хаген. "А деякі типи дієти можуть допомогти зменшити цей природний віковий процес".

Як підходить для багатьох інших проблем із захворюваннями та станами здоров'я, Фрей сказав, що дієта, що містить багато фруктів та овочів, сповільнює втрату функції кровоносних судин. Однак вчені також проводять дослідження з ліпоєвою кислотою, потужним антиоксидантом, яка є багатообіцяючою і, зрештою, може показати, що вона може відігравати роль дієтичної добавки для вирішення цієї проблеми.

Цей загальний процес, за словами дослідників, пов'язаний із низьким ступенем хронічного запалення, яке виникає із старінням, у судинах і, можливо, з багатьма іншими метаболічними функціями. Намагання зрозуміти та вирішити ці запальні процеси є одними з найбільш перспективних напрямків профілактики та лікування хронічних захворювань, зазначили вони.