Interaktion mellan fettvävnad och sympatiska neuroner bidrar till hjärtarytmi

En nyligen publicerad studie publicerad i Cell Reports Medicine fann ett samband mellan frekvensen av apnéhändelser under den snabba ögonrörelsefasen (REM) och graden av verbalt minne funktionsnedsättning hos äldre vuxna med risk att utveckla Alzheimers sjukdom. Verbalt minne avser den kognitiva förmågan att behålla och återkalla information som presenteras muntligt eller i skriftlig form, och är särskilt sårbart för Alzheimers sjukdom.

En studie av en grupp forskare från Kina undersökte de oberoende sambanden mellan epikardiell fettvävnad och det sympatiska nervsystemet med hjärtarytmi med hjälp av in vitro-samodling av adipocyter, kardiomyocyter och sympatiska neuroner. De fann att fettvävnaden-nervsystemets axel spelar en viktig roll vid arytmogenes.

Onormaliteter i bildandet och ledningen av elektriska impulser på grund av elektriska eller strukturella avvikelser i hjärtat kan leda till hjärtarytmier. Dessa avvikelser kan vara antingen genetiska eller relaterade till förvärvad hjärtsjukdom. Studier har visat att sympatiska neuroner spelar en betydande roll i patogenesen av hjärtarytmi. Aktivering av onormala elektriska kretsar och störningar i ventrikulär repolarisering på grund av olämplig stimulering av det sympatiska nervsystemet har associerats med ventrikelflimmer och takykardi, förmaksflimmer och till och med hjärtdöd.

Närare studier har också visat att epikardiell fettvävnad är starkt förknippad med förekomsten av förmaksflimmer, ventrikelflimmer och ventrikulär takykardi. Dessutom, eftersom epikardiell fettvävnad ligger intill myokardiet utan att vävnad separerar deras kontakt, kan inflammatoriska cytokiner och adipokiner som utsöndras av epikardiell fettvävnad förändra den elektriska och hjärtstrukturen. Det är dock fortfarande oklart om epikardiell fettvävnad och sympatiska neuroner interagerar och hur deras interaktion påverkar arytmogenes.

Om studien I den aktuella studien kringgick forskarna begränsningarna av bristen på lämpliga modeller av mänskliga sjukdomar och svårigheterna att erhålla och föröka tillräckliga mängder hjärt-, neural- och fettvävnad genom att generera kardiomyocyter, adipocyter och sympatiska neuroner in vitro från stamceller och etablera modeller för samodling för att studera interaktionerna mellan epikardiell fettvävnad och sympatiska neuroner och deras effekt på kardiomyocyter.

Plasmaprov erhölls från den perifera venen och sinus kranskärlen hos 53 deltagare, inklusive friska kontroller och patienter med paroxysmalt eller ihållande förmaksflimmer. Epikardiell fettvävnad har också erhållits från patienter med ihållande förmaksflimmer som har genomgått öppen hjärtkirurgi.

Humana pluripotenta stamceller och inducerade pluripotenta stamceller härledda från adipogena stamceller, mänskliga embryonala stamceller och embryonala fibroblaster har använts för att generera cellinjer och kulturer. En sekventiell induktionsstrategi användes för att generera sympatiska neuroner, där nervceller härleddes från mänskliga pluripotenta stamceller och sedan odlades i differentieringsmedium.

Adipogena stamceller odlades i adipocytdifferentieringsmedium för att utföra adipocytdifferentiering och erhålla epikardiell fettvävnad. Kvantitativ omvänd transkription-polymeraskedjereaktion (qRT-PCR) användes för att mäta uttrycket av vita, bruna och beige fettvävnadsmarkörer. En tvådimensionell monolagerdifferentieringsteknik användes för att erhålla kardiomyocyter från mänskliga pluripotenta stamceller.

Resultat Resultaten visade att kardiomyocyter odlade med epikardiell fettvävnad och sympatiska neuroner, men inte heller, uppvisade signifikanta elektriska abnormiteter, en arytmisk fenotyp och abnormiteter i signaleringen av kalciumjoner (Ca2+).

Dessutom visade studien att leptin som utsöndras av epikardiell fettvävnad kan aktivera frisättningen av neuropeptid Y av sympatiska neuroner. Denna neuropeptid binder till Y1-receptorn på kardiomyocyter och orsakar hjärtrytmavvikelser genom att påverka aktiviteten hos kalcium/kalmodulin-beroende proteinkinas II (CaMKII) och natrium (Na2+)/kalcium (Ca2+) utbytare.

Slutsats Sammantaget indikerade resultaten att interaktioner mellan epikardiell fettvävnad och sympatiska neuroner leder till en arytmisk fenotyp i kardiomyocyter. Studien fann att denna fenotyp orsakas av stimulering av sympatiska neuroner av leptin som utsöndras av adipocyter, vilket leder till frisättning av neuropeptid Y. Denna neuropeptid binder till Y1-receptorn och påverkar aktiviteten hos CaMKII och Na2+/Ca2+-växlaren, vilket orsakar onormalt hjärta rytmer.