Big Think: "гормон любви" может восстановить сердце после инфаркта

Питер Роджерс (Peter Rogers)

"Гормон любви" окситоцин способствует формированию привязанности и помогает испытывать приятные чувства, связанные с искусством, физическими упражнениями и сексом. Но недавно ученые выяснили, что у этого гормона любви есть еще одно неожиданное свойство: он помогает лечить разбитое сердце. Согласно результатам нового исследования, окситоцин стимулирует процесс превращения стволовых клеток в кардиомиоциты – мышечные клетки, которые обеспечивают сокращения сердца и которые повреждаются во время инфаркта.

Когда сердце не получает достаточного количества кислорода, кардиомиоциты погибают. К счастью, эти клетки могут восстанавливаться благодаря одной разновидности стволовых клеток, которые называются эпикардиальными клетками-предшественниками (EpiPC). К сожалению, организм людей практически не способен производить клетки EpiPC. Вместо этого поврежденные клетки сердца обычно замещаются рубцовой тканью. Если не принимать никаких мер, то это "временное решение" часто приводит к сердечной недостаточности. Поэтому Айтор Агирре (Aitor Aguirre), старший преподаватель университета штата Мичиган, захотел найти способ добиться регенерации кардиомиоцитов и впоследствии восстановить сердечную функцию.

Чтобы разобраться в том, как можно вылечить поврежденное сердце, Агирре сосредоточился на головном мозге. Такие нейронные структуры, как гипоталамус и гипофиз, регулируют функции сердца и сосудов, в первую очередь частоту сердечных сокращений и кровяное давление, путем выработки различных гормонов. Кроме того, исследования на рыбках данио показали, что некоторые гормоны оказывают влияние на процесс регенерации сердца. Например, эстроген ускоряет регенерацию, а кортизол ее замедляет. Кроме того, недавнее исследование молодых африканских шпорцевых лягушек, которые обладают способностью к заживлению ран и регенерации тканей без рубцов, показало, что повреждение гипоталамуса подавляет регенеративные процессы у позвоночных. Опираясь на результаты этих исследований, Агирре выдвинул гипотезу, что после повреждения сердца мозг выделяет гормоны, которые способствуют регенерации его клеток. Агирре предположил, что, если ему удастся идентифицировать эти гормоны, их можно будет использовать для ускорения восстановления.

Он и его команда выбрали для своего исследования 15 гормонов-кандидатов, в том числе гормон роста (который проходит клинические исследования для определения его роли в регенерации мышц у пациентов с тяжелыми ожогами), пролактин (регулирует регенерацию печени у мышей) и окситоцин (необходим для поддержания и регенерации мышц). Ученые добавляли эти гормоны к человеческим клеткам EpiPC, чтобы определить, могут ли они каким-то образом влиять на процесс восстановления клеток сердца. Они обнаружили, что окситоцин оказывает наиболее сильное воздействие: он увеличивает способность EpiPC разрастаться в три раза по сравнению с клетками, не подвергавшимися воздействию.

Ученые захотели выяснить, необходим ли окситоцин для восстановления клеток сердца в живом организме. Чтобы сделать это, Агирре и его команда обратили свое внимание на мастеров регенерации органов – рыбок данио. Эти рыбки обладают уникальной способностью восстанавливать поврежденные органы, включая мозг, сетчатку, внутренние органы, кости и кожу. Конечно, они не страдают от сердечных приступов, зато многие хищники не прочь откусить от них кусочек. Как и люди, для восстановления тканей рыбки данио пользуются клетками EpiPC.

Ученые вскрывали грудную полость рыбок, чтобы вызвать повреждение, обнажая бьющееся сердце. Затем они осторожно прикладывали охлаждаемый жидким азотом металлический зонд к участку сердца примерно на 45 секунд. Затем Агирре и его команда зашивали полость и возвращали рыбок в аквариум. В течение трех дней после этой криотравмы уровень синтеза РНК окситоцина в головном мозге увеличился в 18 раз и сохранялся не менее семи дней. Это позволило ученым предположить, что выброс окситоцина из головного мозга в кровоток после травмы сердца происходит в течение длительного периода времени.

Чтобы выяснить, насколько этот выброс гормона любви необходим для регенерации сердечных тканей, ученые ввели нескольким рыбкам с повреждениями сердца ингибитор окситоцина. Они обнаружили, что эти рыбки со временем выздоровели, однако в их сердцах рубцовой ткани было больше, чем у рыбок, не получивших дозу ингибитора окситоцина.

"Результаты нашего исследования показывают, что, вполне вероятно, способность окситоцина стимулировать выработку клеток EpiPC в значительной степени сохранилась в процессе эволюции и у людей. Окситоцин широко применяется в медицине в других целях, поэтому его назначение пациентам после инфаркта не кажется чем-то невообразимым. Даже если регенерация сердечных тканей будет лишь частичной, польза для пациентов может оказаться огромной", – отметил Агирре в своем заявлении.

"Далее нам необходимо будет изучить действие окситоцина у людей с повреждениями миокарда. Сам по себе окситоцин сохраняется в крови очень недолго, и это может снижать его эффективность у людей. В таких условиях могут потребоваться специально разработанные препараты с более длительным периодом полувыведения или более высокой эффективностью. В целом, для продвижения вперед необходимы доклинические испытания на животных и клинические испытания на людях".