肥胖会增加心律失常的风险

哺乳动物的心脏由四个腔室组成。上面的两个心室是心房,下面的两个心室是心室。心室就像泵一样把血液输送到全身。心房有两个重要作用:1)辅助心室泵功能,2)产生并传导兴奋信号调节心率。心房颤动(AF)是世界上最常见的心律失常之一。在老年人中,几乎有十分之一的人患有房颤。在房颤患者的心脏中,心房以每分钟400 - 600次的速度快速而不规则地跳动(bpm,图1)。心房和心室之间的传导导致心率变化。众所周知,房颤增加了死亡率、栓塞性中风和心力衰竭的风险,从而损害了我们的健康生活(图1a)。导致房颤的病理机制有两个因素:一是离子通道表达改变引起的电性紊乱,二是主要由纤维化引起的结构性紊乱。

图1所示。答:房颤(AF)会引起严重的并发症,如中风和心力衰竭。
b:心律失常诱导试验显示HFD小鼠易诱发心房心律失常。
c:光学作图记录的等时线图显示HFD小鼠心房传导速度变慢。

到目前为止,已经确定了几个与房颤相关的危险因素与生活方式相关的疾病,如肥胖、高血压、糖尿病等是AF的重要危险因素,但对这些疾病与AF之间的潜在机制知之甚少,我们通过实验来探讨其机制。我们特别关注肥胖。

采用高脂饲料(HFD)和正常饲料(ND)喂养成年雄性小鼠2个月,建立肥胖动物模型。在麻醉下进行心电图(ECG)和心律失常诱导试验(通过心脏中的小导管刺激心房)。同时分析心房基因和蛋白的表达。然后,我们切除小鼠心脏,并使用离体心脏进行光学定位。该光学测绘系统能够利用电压敏感染料检测心房的电活动,并测量心房的传导速度(CV)。

HFD小鼠心电图显示P波持续时间延长,表明心房电传导减少。在心律失常诱导试验中,HFD小鼠比ND小鼠更频繁地观察到持续性房性心动过速(图1b)。光学制图显示,与ND小鼠相比,HFD小鼠的心房CV降低(图1c)。然而,HFD小鼠心房纤维化不明显。这些发现表明,心脏电障碍是主要原因,而不是心脏结构改变。

图2所示。本文的图形摘要。

蛋白表达分析显示HFD心房缝隙连接通道之一connexin40 (Cx40)减少。间隙连接通道连接两个相邻的细胞,当一个细胞受到刺激时,电活动传导到下一个细胞。如果由于某种原因导致间隙结通道表达减少,则电脉冲传导变慢(图2)。因此,Cx40表达减少导致CV变慢,随后的电紊乱导致AF。

接下来,我们聚焦于“microRNA”调控Cx40的表达。MicroRNA是一种非常小的核糖核酸(RNA),它包含大约22个核苷酸。MicroRNA与信使RNA (mRNA)相互作用,通过降解特定基因的mRNA来调节基因表达,抑制蛋白质的产生(图2)。我们对大约700种MicroRNA (miR)的表达水平进行了综合分析,发现与肥胖或脂肪组织分化相关的MicroRNA miR-27b在HFD小鼠中表达水平升高。此外,通过细胞实验证实了Cx40与miR-27b之间的直接相互作用。

总之,我们证明HFD通过miR-27b导致Cx40表达减少,而不是心脏结构改变,从而增加了心脏电障碍对心房心律失常的易感性(图2)。我们的研究结果将有助于揭示房颤病理生理学的全局视角,并开发房颤的新治疗靶点。

高桥健太郎,佐野哲男Tetsushi古
东京医科和牙科大学

出版

高脂肪饮食通过miR-27b传导干扰增加心房心律失常易感性。
高桥K,佐野T,杉山K,黑川J,田村N,苏岛Y, Sawabe M, Isobe M,古川T。
J Mol Cell Cardiol. 2015年12月2日

脸谱网 推特 linkedin 邮件 脸谱网 推特 linkedin 邮件

留言回复