Hoạt động bình thường của cơ thể con người đòi hỏi một dòng năng lượng ổn định dưới dạng adenosine triphosphate (ATP). Chu trình axit tricarboxylic (TCA), một quá trình sản xuất ATP quan trọng trong ti thể, là trung tâm chính của các chất chuyển hóa và đảm bảo sự cân bằng tốt giữa các chất trung gian chu kỳ của nó, được gọi là 'dòng trao đổi chất'. Thông lượng này được cho là bị suy giảm trong các rối loạn liên quan đến tim như thiếu máu cục bộ cơ tim (MI), trong đó lưu lượng máu đến tim bị giảm, cơ tim hoặc tế bào cơ tim không nhận đủ oxy. Giảm tổng hợp ATP và tăng phân hủy glucose, hoặc "đường phân", đánh dấu MI, nhưng việc điều khiển chu trình TCA cho các chiến lược điều trị là rất khó.
Chiết xuất Ginkgo biloba L. (GBE), có chứa thành phần hoạt chất bilobalide, thường được sử dụng như một loại thuốc thảo dược phổ biến trong điều trị bệnh tim thiếu máu cục bộ, nhưng cơ chế hoạt động chính xác của nó vẫn chưa được biết rõ. Các nhà khoa học dẫn đầu bởi Giáo sư Jinlan Zhang từ Viện Materia Medica của Trung Quốc đã khám phá thành công khoa học đằng sau tác dụng bảo vệ tim mạch của GBE trong một nghiên cứu mới. Giáo sư Zhang cho biết: “Quy chế chuyển hóa năng lượng của GBE thu hút sự chú ý của chúng tôi vì tim hoạt động liên tục và cần năng lượng để cung cấp năng lượng cho hệ tuần hoàn.
Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Phân tích Dược phẩm cho thấy quá trình chuyển carbon từ đường phân sang chu trình TCA bị chặn lại trong các tế bào cơ tim bị MI bị ảnh hưởng như thế nào. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng thông lượng TCA rõ ràng đã bị xáo trộn trong các tế bào này, chúng thích sử dụng các nguồn carbon thay thế hơn là glucose để cung cấp năng lượng liên tục. Mặc dù vậy, sự tắc nghẽn và suy giảm sản xuất ATP không thể được ngăn chặn trong các tế bào bị thương. Các tế bào cơ tim thiếu máu cục bộ chứa số lượng lớn hơn các enzym chuyển đổi nguồn carbon thành các chất chuyển hóa, cả trước và trong chu kỳ TCA, điều này có thể khiến các chất chuyển hóa tích tụ và làm rối loạn dòng trao đổi chất, vì chúng không thể đi vào chu kỳ quá mức.
Điều thú vị là khi điều trị các tế bào bị thương bằng GBE, các tác giả đã phát hiện ra rằng bilobalide có thể bảo vệ ty thể và duy trì quá trình tạo ATP. Mức độ enzyme trong các tế bào được xử lý giảm xuống và ngăn chặn sự tích tụ chất chuyển hóa, tăng cường thông lượng trao đổi chất và giảm áp lực lên các tế bào tim. Sự điều biến dòng trao đổi chất này trong các tế bào được điều trị bằng GBE khác với các cơ chế đã được báo cáo trước đây.
Sau đó, họ kiểm tra mô cơ tim của những con chuột được điều trị bằng GBE, chúng cho thấy ít dấu hiệu tổn thương MI hơn so với các mẫu mô không được điều trị. Các phát hiện phù hợp với kết quả của các tế bào bị tổn thương ISO, cho thấy rằng bilobalide bảo vệ cơ tim.
Mặc dù nghiên cứu thuốc chuyển hóa trong MI gần đây đã đạt được sức hút, nhưng thành công vẫn còn một chặng đường dài. Kết quả điều trị bilobalide thu được trong nghiên cứu này không chỉ cung cấp thêm bằng chứng về bệnh lý chuyển hóa của MI mà còn cung cấp nguồn cảm hứng cho các liệu pháp thảo dược mới.
“MI là một nguy cơ lớn đối với sức khỏe con người trên toàn thế giới và việc làm sáng tỏ sinh lý bệnh và các phương pháp điều trị tiềm năng là điều cần thiết,” GS Zhang nói. Bà kết luận: “Những phát hiện của chúng tôi có vẻ đầy hứa hẹn và chúng tôi hy vọng sẽ lấy cảm hứng từ nghiên cứu này vào cơ chế trao đổi chất và cơ sở vật chất trong điều trị MI,” cô kết luận.
ĐIỀU NÊN rút ra từ bài viết này:
- The tricarboxylic acid (TCA) cycle, an important ATP-producing process in the mitochondria, is a major hub of metabolites and ensures a fine balance between its cyclic intermediates, referred to as the ‘metabolic flux.
- Ischemic cardiomyocytes contained larger quantities of enzymes that converted carbon sources to metabolites, both before and during the TCA cycle, which might have caused the metabolites to accumulate and disturb the metabolic flux, since they could not enter the cycle in excess.
- The study, which was published in the Journal of Pharmaceutical Analysis, reveals how carbon transfer from glycolysis to the TCA cycle is blocked in MI-affected cardiomyocytes.
