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O Papel do Cálcio na Saúde do Coração Revelado

Estudo revela como o MG23 afeta a função cardíaca e a hipertrofia através do gerenciamento de cálcio.

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Fuga de Cálcio e DoençaFuga de Cálcio e Doençado Coraçãohipertrofia causada pela pressão alta.A ausência de MG23 protege o coração da
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A Hipertrofia Cardíaca é quando o músculo do coração fica mais grosso. Isso pode rolar porque o coração precisa trabalhar mais, como no caso de alguém com pressão alta. Se esse engrossamento continuar sem tratamento, pode acabar levando à Insuficiência Cardíaca, ou seja, o coração não consegue bombear o sangue direito. Com o tempo, o coração pode desenvolver cicatrizes e a forma como ele lida com o Cálcio, um mineral importante pra função cardíaca, pode dar ruim.

O Papel do Cálcio na Função Cardíaca

O cálcio é fundamental para o coração contrair e bombear sangue. Quando as células do músculo cardíaco, chamadas cardiomiócitos, recebem um sinal pra contrair, o cálcio flui pra essas células a partir de áreas de armazenamento chamadas retículo sarcoplasmático (RS). Esse fluxo de cálcio gera explosões pequenas conhecidas como fagulhas de cálcio. Quando várias dessas fagulhas acontecem juntas, elas aumentam os níveis de cálcio dentro da célula, que acionam a contração do músculo.

Depois que o coração contrai, é importante que os níveis de cálcio voltem a cair. Isso rola puxando o cálcio pra fora da célula ou de volta pro RS. Mas, às vezes, rolam pequenos vazamentos de cálcio do RS mesmo quando o coração tá em repouso. Esse vazamento pequeno de cálcio pode ajudar o coração a responder melhor aos sinais, mas também pode causar problemas se ficar demais, levando à insuficiência cardíaca.

Mudanças na Maneira que o Cálcio é Manipulado e a Saúde do Coração

Na insuficiência cardíaca e na hipertrofia cardíaca, a forma como o coração lida com o cálcio pode ficar desregulada. Pode ter muito vazamento de cálcio do RS, o que é ruim pra saúde do coração. Essa situação pode ser piorada pelo funcionamento errado dos canais de cálcio. Mas o papel específico de diferentes caminhos que controlam o fluxo de cálcio durante a hipertrofia cardíaca ainda não está totalmente claro.

Alguns estudos sugerem que mutações nos canais de cálcio podem acelerar o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca relacionada à pressão alta. Essas mutações podem levar a mais vazamentos de cálcio do RS. Tem também outras maneiras de o cálcio vazar que não envolvem esses canais, e esse aspecto precisa de mais investigação.

Entendendo o MG23 e Seu Papel

MG23 é um canal encontrado nas membranas do RS e em outras partes da célula. É conhecido por permitir o fluxo de cálcio e foi mais estudado em células musculares, mas seu papel nas células do músculo cardíaco não está bem estabelecido. Os pesquisadores acreditam que em condições estressantes pro coração, o MG23 pode começar a deixar mais cálcio vazar do RS, afetando a saúde do coração e causando hipertrofia ou insuficiência cardíaca.

Investigando o Papel do MG23 na Hipertrofia Cardíaca

Pra entender o que o MG23 faz na saúde do coração, os cientistas criaram um estudo com camundongos que não tinham o gene MG23, conhecidos como camundongos knockout (KO) de MG23. Eles queriam ver se a falta de MG23 protegeria o coração de mudanças associadas à hipertrofia causada por um hormônio chamado angiotensina II, que estressa o coração.

Os pesquisadores compararam os corações dos camundongos MG23-KO com camundongos normais depois que ambos os grupos foram tratados com angiotensina II. Eles mediram vários aspectos da saúde do coração, incluindo tamanho e estrutura do coração, níveis de cicatrização e quão bem o coração estava funcionando.

Resultados do Estudo

O estudo descobriu que os camundongos MG23-KO não desenvolveram o mesmo engrossamento do músculo cardíaco ou fibrose (cicatrização) que os camundongos normais desenvolveram quando tratados com angiotensina II. Os corações dos camundongos MG23-KO permaneceram relativamente do mesmo tamanho, enquanto os corações dos camundongos normais aumentaram devido ao aumento da massa muscular. Os camundongos MG23-KO também não mostraram mudanças significativas no tamanho das células do coração.

Ao olhar pra função cardíaca, os pesquisadores descobriram que os camundongos normais tiveram um desempenho pior quando estressados pela angiotensina II, enquanto os camundongos MG23-KO mantiveram sua função cardíaca. A dinâmica do coração nos camundongos MG23-KO não mostrou o mesmo aumento nas mudanças relacionadas à pressão, o que sugere que eles estavam protegidos de alguns efeitos prejudiciais do tratamento com hormônio.

A Importância da Manipulação do Cálcio nos Camundongos MG23-KO

Na análise, os pesquisadores também mediram os níveis de cálcio nas células do coração. Eles descobriram que as células do coração dos camundongos MG23-KO tinham armazenamentos de cálcio geral mais baixos em comparação com os camundongos normais. Porém, essas células experimentaram um aumento nas fagulhas de cálcio espontâneas, o que pode indicar uma mudança em como os canais de cálcio estavam funcionando.

Basicamente, enquanto os níveis de cálcio nos camundongos MG23-KO eram mais baixos, os canais que liberavam cálcio ainda funcionavam mais frequentemente, levando a mais explosões de cálcio sendo liberadas. Isso sugere que o MG23 pode influenciar a forma como esses canais funcionam e contribui para o vazamento de cálcio em corações normais.

Entendendo o Impacto dos NFATs na Doença Cardíaca

Outra parte do estudo olhou pra um grupo de proteínas conhecidas como NFATs. Essas proteínas ajudam a controlar como os genes são ativados ou desativados em resposta aos níveis de cálcio. Quando os níveis de cálcio aumentam, os NFATs vão pro núcleo da célula pra afetar a expressão gênica relacionada à função e crescimento do coração.

O estudo usou técnicas de imagem avançadas pra ver como as proteínas NFAT estavam distribuídas entre o núcleo da célula e a área ao redor. Os resultados mostraram que não houve diferenças significativas nos níveis de NFAT entre os camundongos MG23-KO e os normais após o tratamento, sugerindo que a atividade do NFAT pode não ser diretamente afetada pela ausência do MG23.

Conclusão: MG23 e Tratamentos Potenciais

Os achados desse estudo indicam que o MG23 desempenha um papel importante na forma como o cálcio é manipulado nas células do coração e contribui para o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca. Ao prevenir os efeitos prejudiciais do vazamento de cálcio, a falta do MG23 ajudou a proteger o coração contra as mudanças normalmente trazidas pela pressão alta.

Os pesquisadores sugerem que direcionar o MG23 pode abrir novas possibilidades de tratamento em condições cardíacas causadas por estresse excessivo. Isso poderia levar ao desenvolvimento de novas terapias voltadas pra prevenir a hipertrofia e a insuficiência cardíaca, potencialmente melhorando a qualidade de vida das pessoas afetadas por doenças cardíacas.

Os resultados mostram a relação complexa entre a manipulação do cálcio, a função cardíaca e o desenvolvimento de doenças, destacando a importância de entender esses processos pra tratamentos futuros.

Fonte original

Título: Knock out of the intracellular calcium conducting ion channel Mitsugumin 23 (MG23) protects against pressure overload induced left ventricular hypertrophy and cardiac dysfunction.

Resumo: BackgroundIn cardiac dysfunction, intracellular Ca2+-dynamics are disrupted leading to leakage of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum (SR). This results in diminished cardiac contractility and impaired cardiac function. In cardiac tissue, the underlying molecular mechanisms responsible for RyR2-independent Ca2+ leak are poorly understood. Mitsugumin 23 (MG23) is an intracellular Ca2+-conducting ion channel located on ER/SR and nuclear membranes. We propose that MG23 contributes to regulation of intracellular Ca2+-homeostasis, and that altered MG23 function may drive progression of cardiac dysfunction. The aim of this research was to investigate the role of MG23 in SR Ca2+ leak, and whether knock out of Mg23 protects the heart against pressure-overload induced left ventricular hypertrophy. MethodsCardiac pressure-overload was induced in wild type (WT) and Mg23-knock out (KO) mice through subcutaneous Angiotensin II (AngII, 1.1 mg/kg/day) infusion via osmotic pump. After 10-days infusion, in vivo pressure-volume dynamics were measured by insertion of a pressure-volume catheter into the left ventricle. MG23 protein expression was assessed through Western blot analysis. Ventricular fibrosis and cardiomyocyte size were measured using histological and immunofluorescence approaches. Cardiomyocytes were isolated from WT and Mg23-KO hearts and intracellular Ca2+ dynamics assessed through live cell imaging using the Ca2+ indicator Fluo-4. ResultsAngII-induced cardiac pressure-overload increased expression of MG23 in WT mouse hearts. Knock out of Mg23 protected hearts against AngII-induced cardiac hypertrophy. Compared to WT animals, AngII treated Mg23-KO mice displayed a significant reduction in left ventricular fibrosis and displayed normal cardiac functioning. In Mg23-KO hearts, no alteration in expression of key Ca2+ handling proteins was identified, but cardiomyocytes displayed altered Ca2+ spark profiles consistent with a role for MG23 in SR Ca2+ leak. ConclusionMG23 plays a key role in driving Ca2+ dysregulation observed in the early pathological stages of pressure-overload induced heart failure.

Autores: Samantha J Pitt, A. M. Dorward, G. B. Robertson, C. Sneddon, C. L. O'Rourke, I. H. Um, D. J. Harrison, M. Nishi, H. Takeshima, C. Murdoch

Última atualização: 2024-07-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.28.601299

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.28.601299.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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