Nový pohled na stárnutí lidského srdce
Vědecký přehled publikovaný v *European Heart Journal* se zaměřuje na procesy, kterými lidské srdce prochází v průběhu stárnutí. Zpráva popisuje buněčné změny, jako je mitochondriální dysfunkce a buněčná senescence, a také viditelnější úpravy, například hypertrofii a fibrózu. Tyto poznatky jsou součástí širšího úsilí o pochopení a klasifikaci onemocnění souvisejících s věkem.
Srdce je orgán, který musí nepřetržitě pracovat, aby zajistil přežití. S rostoucím věkem však jeho funkce klesá. Zatímco u osob mladších 55 let trpí srdečním selháním přibližně 1 % populace, u lidí starších 70 let je to již přes 10 %. Rozumět rozmanitým způsobům stárnutí srdce představuje klíčový krok k vývoji terapeutických přístupů proti věkově podmíněným srdečním onemocněním. S tímto cílem se spojili členové konsorcia International Consortium to Classify Ageing-Related Pathologies (ICCARP), aby sepsali tento přehled a kategorizovali srdeční onemocnění související s věkem.
Buněčné změny
Srdeční svalové buňky, známé jako kardiomyocyty, tvoří 30 až 50 % buněk srdce a zároveň představují většinu jeho objemu. Jejich počet se s věkem obvykle nesnižuje, pokud nejde o kardiovaskulární onemocnění, a to i přes úbytek hmotnosti srdce. Přímé pozorování mechanismu vzniku nových kardiomyocytů u dospělých lidí dosud nebylo zaznamenáno, nicméně u myší se nejčastěji generují dělením již existujících kardiomyocytů, nikoliv z kmenových buněk.
Bylo zjištěno, že tyto buňky mohou senescenovat, což narušuje jejich funkční schopnosti. Tento stav zvyšuje zátěž na zbývající zdravé kardiomyocyty, což může vést k hypertrofii. Senescentní buňky také vylučují známé zánětlivé faktory, které dále přispívají k problémům. V experimentech na myších bylo pozorováno, že senolytika, látky eliminující senescentní buňky, mají příznivé účinky proti srdeční senescenci. Nicméně jedna z těchto látek, navitoclax, může ovlivňovat přechod kmenových buněk a její celkový přínos pro mortalitu v tomto kontextu nemusí být vždy prospěšný. Senomorfika, která modifikují funkci senescentních buněk, rovněž prokázala určité přínosy, jako je snížení produkce reaktivních forem kyslíku (ROS), stejně jako fibrózy a buněčné smrti apoptózou.
Oxidační stres a mitochondriální funkce
Mitochondrie přirozeně generují ROS, a výsledný oxidační stres je podstatným aspektem stárnutí srdce. Toto vede k oxidaci mitochondriální DNA (mtDNA) a otoku mitochondrií, což způsobuje funkční poškození. Je možné, že administrace sirtuinů by mohla řešit tento mitochondriální otok, a tento přístup byl shledán jako ulevující hypertrofii u myší.
Mitochondriální dysfunkce v srdci se projevuje i v dalších formách, s poklesem klíčových aspektů buněčné respirace. Zatímco enzymatické aktivity čtyř hlavních mitochondriálních superkomplexů nebyly u lidského srdce s věkem ovlivněny, práce s krysami ukázala, že starší srdeční tkáň jich jednoduše produkuje méně. S tímto souvisí i snížení obsahu energetické měny ATP. Dochází rovněž ke změnám ve zpracování energetických substrátů kardiomyocyty. Oxidace mastných kyselin klesá, což vede k nárůstu metabolismu glukózy. To má za následek akumulaci lipidů uvnitř buněk, což je jev spojovaný s diabetem a sníženou funkcí.
Fibrotické změny a krevní oběh
Sinoatriální uzel, který řídí schopnost srdce udávat tempo, prochází s věkem značnými změnami. Po infiltraci tuky a elastickou tkání se tento přirozený kardiostimulátor u 75letého člověka zcela liší od toho u 30letého. 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. Zvýšení fibrózy je spojeno s nadprodukcí matrixových metaloproteináz (MMP) a kolagenů, zatímco jejich související inhibitory jsou redukovány.
Srdce potřebuje vlastní prokrvení k fungování. Proces angiogeneze, kterým tělo vytváří více krevních cév, se s věkem snižuje, což přispívá k problémům. Blokády krevních cév známé jako ischemie, které způsobují srdeční infarkty a mozkové mrtvice, jsou v srdečním kontextu dobře známé, avšak jelikož se vyskytují v celém oběhovém systému, nejsou omezeny pouze na jeden orgán.
Systémové faktory
Kromě přímého stárnutí základních systémů srdce, výzkumníci zmiňují i další systémové problémy, které způsobují stárnutí srdce. Dysfunkce imunitních buněk může vést k exacerbaci senescence, a zánětlivé stárnutí (inflammaging), tedy věkem související nárůst celkového zánětu v nepřítomnosti patogenů, je také klíčovým faktorem v srdci. Podobně, cirkulující extracelulární vezikuly mohou být prospěšné nebo škodlivé.
Perspektivy a komplexnost
Vědečtí pracovníci rovněž poznamenávají, že ne všechny věkem související změny srdce jsou škodlivé. Hypertrofie sama o sobě je například reakcí na poškození; snaha řešit hypertrofii přímo, aniž by se řešily základní příčiny senescence, by nebyla prospěšná. Autoři naznačují, že lipidy a tukové tkáně, které se hromadí v přirozeném kardiostimulátoru, slouží podobnému účelu.
Celkově existuje několik srdečně specifických a systémových problémů, které je nutné řešit, má-li být tento klíčový orgán plně léčen na onemocnění související s věkem. I když jeho funkce pumpování krve může být relativně jednoduchá, jeho vnitřní mechanismy rozhodně nejsou, a každý z nich bude muset být řešen, pokud má medicína podstatně snížit výskyt srdečního selhání u starších lidí.