Ученые выявили нарушения работы сердца из-за грязного воздуха

Исследователи из Медицинской системы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили в крови людей и мышей новые биомаркеры, связанные с воздействием загрязненного воздуха. Эти биомаркеры указывают на нарушение работы митохондрий и обмена жиров, что может объяснить влияние загрязнения на сердечно-сосудистую систему.

Работа опубликована в журнале Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology (ATVB). Ранее эта же группа ученых уже находила связь между загрязнением воздуха и сердечно-сосудистыми заболеваниями, но механизм воздействия оставался неясным.

В образцах крови были выявлены два типа метаболитов — длинноцепочечные дикарбоновые кислоты (ДКА) и ацилкарнитины средней и длинной цепи (АК). Их уровень повышался после воздействия загрязнения как у мышей, так и у людей. Новые данные указывают на возможную роль митохондрий, отвечающих за производство энергии: при их повреждении нарушается переработка жиров, что ведет к накоплению этих метаболитов в крови.

Ученые проанализировали образцы крови из двух предыдущих исследований. Мышей подвергали воздействию дизельного выхлопа в течение двух недель. В исследовании с людьми участвовали 26 здоровых некурящих взрослых из Лос-Анджелеса, которые летом 2014 и 2015 годов провели в Пекине по 10 недель.

Исследователи определили отдельные молекулы — метаболиты — и сравнили их концентрацию после контакта с загрязненным воздухом. В обеих группах уровень длинноцепочечных ДКА и АК средней и длинной цепи увеличивался. ДКА и АК связаны с нарушениями окисления жирных кислот, помогающего клеткам извлекать энергию из жиров. Одной из причин таких нарушений может быть дисфункция митохондрий.

По мнению ученых, накопление этих веществ может говорить о клеточном стрессе и повреждении липидов в печени. Эти изменения рассматриваются как один из ранних эффектов воздействия загрязненного воздуха.

Таким образом, митохондриальные нарушения могут быть одним из механизмов, связывающих загрязнение воздуха с сердечно-сосудистыми последствиями. Данные помогают лучше понять изменения в организме до появления выраженных заболеваний.

Важной частью работы стало сопоставление результатов двух исследований, где ученые искали изменения после загрязнения воздуха у животных и у людей. В эксперименте с мышами использовался дизельный выхлоп, тогда как участники человеческого исследования подвергались воздействию реальной городской среды в Пекине. Это позволило сравнить метаболические изменения при разных вариантах загрязнения.

В обоих случаях выявлены сходные изменения уровня ДКА и АК в крови. Авторы считают, что такое совпадение подтверждает гипотезу о связи загрязнения воздуха с нарушением обмена жирных кислот и работой митохондрий.

Загрязнение воздуха остается глобальной проблемой, но последствия развиваются не у всех одинаково. Признаки тех, кто столкнется с серьезными последствиями, могут проявляться уже после появления заболеваний. Исследователи предполагают, что рост концентрации обнаруженных метаболитов в плазме крови в будущем поможет выявлять последствия загрязнения на более ранней стадии, когда сердечно-сосудистые, метаболические или желудочно-кишечные заболевания еще не развились.

Авторы отмечают, что выявленные биомаркеры могут стать инструментом раннего выявления изменений, связанных с загрязнением. Работа показывает связь между воздействием загрязненного воздуха и метаболическими нарушениями, но не доказывает, что эти изменения сами по себе приводят к конкретным заболеваниям, сообщает "Самара Онлайн 24".