Vliv stárnutí na lidské srdce
V časopise *European Heart Journal* byla publikována přehledová studie, která se zabývá změnami lidského srdce v průběhu stárnutí. Autoři se zaměřili na buněčné mechanismy, jako je mitochondriální dysfunkce a buněčná senescence, stejně jako na viditelnější změny, včetně hypertrofie a fibrózy.
Srdeční činnost a stárnutí
Srdce je orgán, jehož neustálá práce je nezbytná pro život. Je ovšem známo, že s věkem jeho funkce selhávají. Zatímco srdečním selháním trpí přibližně 1 % osob mladších 55 let, u lidí starších 70 let je to již přes 10 %. Pochopení a klasifikace rozmanitých způsobů, jimiž srdce stárne, představuje klíčový krok k vývoji léčebných postupů proti nemocem souvisejícím s věkem. Členové organizace International Consortium to Classify Ageing-Related Pathologies (ICCARP) proto společně připravili tento přehled s cílem kategorizovat srdeční onemocnění spojená se stárnutím.
Buněčné změny
Funkční buňky srdečního svalu, kardiomyocyty, tvoří 30 až 50 % buněk srdce a většinu jeho objemu. Jejich počet se s věkem obvykle nesnižuje, pokud není přítomno kardiovaskulární onemocnění, a to navzdory ztrátě srdeční hmoty. Mechanismus tvorby nových kardiomyocytů nebyl u dospělých lidí přímo pozorován, avšak u myší se nejčastěji generují přímo dělením stávajících kardiomyocytů, nikoli z kmenových buněk.
Tyto buňky však podléhají senescenci, což narušuje jejich schopnost fungovat. To vede k větší zátěži zdravých kardiomyocytů a k hypertrofii. Senescentní buňky navíc vylučují známé zánětlivé faktory, které dále zhoršují stav.
V souvislosti s tímto poznatkem byly u myší zjištěny příznivé účinky senolytik, látek, které selektivně ničí senescentní buňky, proti srdeční senescenci. Nicméně jedna z nejúčinnějších látek, navitoclax, může ovlivňovat přechod kmenových buněk a nemusí být v tomto kontextu prospěšná pro celkovou mortalitu. Zkoumány jsou také senomorfika, která modifikují funkci senescentních buněk, a u nichž byly pozorovány některé benefity, například snížení produkce reaktivních forem kyslíku (ROS), stejně jako redukce fibrózy a buněčné smrti apoptózou.
Oxidační stres a mitochondriální problémy
Mitochondrie přirozeně generují ROS, a výsledný oxidační stres je jedním z klíčových aspektů stárnutí srdce. Způsobuje oxidaci mitochondriální DNA (mtDNA) a otok mitochondrií, což vede k funkčnímu poškození. S tímto otokem by bylo možné se vypořádat podáváním sirtuinů; tento přístup zmírnil hypertrofii u myší.
Mitochondriální dysfunkce v srdci se projevuje i v jiných formách, s poklesem klíčových procesů buněčného dýchání. Zatímco enzymatické aktivity čtyř hlavních mitochondriálních superkomplexů nebyly u lidského srdce s věkem ovlivněny, studie na potkanech ukázaly, že starší srdeční tkáň jich produkuje méně. S tímto jevem souvisí i snížení množství energetické měny ATP.
Dochází také ke změnám ve zpracování energetických zdrojů kardiomyocyty. Oxidace mastných kyselin klesá, což vede ke zvýšenému metabolismu glukózy. To má za následek akumulaci lipidů uvnitř buněk, jež je spojena s diabetem a poklesem funkce.
Fibróza, průtok krve a systémové problémy
Sinoatriální uzel, který řídí schopnost srdce udávat rytmus, se s věkem podstatně mění. Poté, co tuky a elastická tkáň proniknou do této oblasti, se přirozený pacemaker průměrného 75letého člověka zcela liší od pacemakru 30letého jedince. Tyto změny, spolu s celkovým nárůstem fibrózy, která s věkem postihuje srdce a mnoho dalších orgánů, vedou k arytmiím a vysvětlují časté používání umělých kardiostimulátorů. Nárůst fibrózy je spojován s nadprodukcí matrixových metaloproteináz (MMPs) a kolagenů, zatímco jejich související inhibitory jsou sníženy.
Srdce potřebuje vlastní krevní zásobení pro svou funkci; ztráta tohoto zásobení je definicí infarktu. Angiogeneze, proces, kterým tělo vytváří více cév, se s věkem snižuje, což přispívá k problému. Zablokování cév, známé jako ischemie, které způsobují infarkty a mrtvice, jsou dobře známy v kardiologii, ale jelikož se vyskytují v celém oběhovém systému, nejsou omezeny na jediný orgán.
Kromě přímého stárnutí základních systémů srdce zmiňují výzkumníci další systémové problémy, které způsobují stárnutí srdce. Dysfunkce imunitních buněk může vést ke zhoršení senescence a inflammaging, věkem podmíněné zvýšení celkového zánětu v nepřítomnosti patogenů, je také klíčovým faktorem v srdci. Podobně cirkulující extracelulární vezikuly mohou být prospěšné nebo škodlivé.
Výzkumníci také upozorňují, že ne všechny změny srdce související s věkem jsou škodlivé. Hypertrofie samotná je například reakcí na poškození; snaha přímo řešit hypertrofii bez řešení základních příčin senescence by nebyla prospěšná. Autoři naznačují, že lipidy a tukové tkáně, které se hromadí v přirozeném pacemakeru, slouží podobnému účelu.
Celkově existuje několik srdečních specifických a systémových problémů, které je nutné řešit, má-li být tento klíčový orgán komplexně léčen pro nemoci související s věkem. Zatímco jeho funkce pumpování krve může být relativně jednoduchá, jeho vnitřní mechanismy rozhodně nejsou, a každý z nich bude vyžadovat pozornost, pokud má medicína podstatně snížit srdeční selhání u starších osob.