Tallinna Tehnikaülikooli teadlased on jõudnud järeldusele, et kreatiinipuudulikkus ei põhjusta südamepuudulikkust, nagu seni on arvatud. Südamelihasrakkude kohta tehtud üllatuslikud avastused võivad viia aga uudsete südameravi meetoditeni.
Kreatiin on aine, mis on oluline eelkõige aju, lihaste ja südame energiavarustuse jaoks. See toimib koos kreatiinkinaasi süsteemiga ja see hoiab rakkude energiavarustuse stabiilsena. Kreatiinipuudulikkus on aga ainevahetushäire, mille korral on organismis liiga vähe kreatiini või ei suudeta seda rakkudes normaalselt kasutada.
Varasemad uuringud on näidanud, et laiendatud kardiomüopaatiaga ehk suurenenud ja nõrgenenud südamega patsientidel on kreatiini taseme langus seotud kõrgema suremusega. See on tõstatanud küsimuse, kas kreatiinkinaasi madal aktiivsus võib olla südamepuudulikkuse otsene põhjus. Loomkatsed kreatiinipuudulike hiirtega on andnud seni aga vastukäivaid tulemusi.
Katkematult töötav energiasüsteem
Hiljutises Tallinna Tehnikaülikooli ja Oslo Ülikooli koostöös valminud uuringus keskenduti sellele, kuidas käituvad kreatiinipuudulikkusega hiirte südamelihasrakud.
Süda – olgu inimesel või hiirel – vajab vere pumpamiseks rohkelt energiat. Selle peamine energiaallikas on ATP ehk adenosiintrifosfaat, mida toodetakse rakkude nn jõujaamades ehk mitokondrites.
Uuringus osalenud Tallinna Tehnikaülikooli küberneetika instituudi süsteemibioloogia labori juhataja professor Marko Vendelini sõnul mängib südametöös olulist rolli ka kreatiinkinaasi süsteem. Selle ülesanne ei ole niivõrd energia talletamine, vaid energia kiire ja pidev ülekandmine mitokondritest sinna, kus seda parasjagu vaja on, eelkõige kontraktiilsete valkude lähedusse. “Südame puhul on see katkematu energiavool kriitiline, mitte ainult üksikud pingutushetked,” selgitas Vendelin.
Kõige lihtsamalt öeldes on kontraktiilsed valgud lihaskoe mootorid. Kui rääkida südamest kui pumbast, peab keegi seda pumpamist füüsiliselt läbi viima. Rakkude sees on selleks spetsiaalsed valgud, eeskätt aktiin ja müosiin, mis on võimelised üksteise suhtes libisema ja seeläbi rakku lühemaks muutma ehk kokku tõmbama.
Kreatiinkinaasi töö sõltub omakorda kreatiini olemasolust, mida organism kas sünteesib ise või saab toidust. Teadlased on loonud mitmeid loommudeleid, kus kreatiini tootmine on häiritud. Üks sellistest on AGAT KO hiir.
Kaltsium ei käitu ootuspäraselt
Koostöös Norra teadlastega uuriti kreatiinipuudulike ja normaalsete hiirte südamelihasrakkude kaltsiumisignaale. Kaltsium on südamelihase kokkutõmbe peamine regulaator ning südamepuudulikkuse korral on need signaalid tavaliselt nõrgenenud.
Tulemused olid aga üllatuslikud. AGAT KO hiirte südamelihasrakkudes olid kaltsiumisignaalid hoopis suuremad kui tervetel hiirtel. Põhjuseks osutus see, et rakkudes oli talletatud rohkem kaltsiumi.
“See ei sobi kokku südamepuudulikkuse mustriga. Meie tulemused näitavad, et kreatiini puudumine kogu elu jooksul ei põhjusta südamepuudulikkust,” ütles Vendelin.
Lisaks paljastas uuring ootamatuid seoseid südamelihasrakkude töökorralduses. Seni on eeldatud, et energiasüsteemi häired mõjutavad eelkõige otseselt energiat tarbivaid protsesse. Uuring näitas aga vastupidist: rohkem olid häiritud protsessid, mis ise energiat ei tarbi, näiteks kaltsiumi vabastamine iga südamelöögi ajal.
Vendelin rõhutas, et see viitab südamelihasrakkude palju laiematele kohanemisvõimalustele, kui seni on arvatud. “Energiaprobleemid võivad käivitada ulatuslikke ümberkorraldusi, mis mõjutavad raku talitlust tervikuna,” ütles ta.
Oluline teadmine ka haruldaste haiguste puhul
Uuringu tulemused on olulised ka inimestele, kellel esineb kreatiinipuudulikkuse sündroom (creatine deficiency syndrome ehk CDS). See on haruldane, kuid raske haigus, mis põhjustab arengupeetust, krampe ja õpiraskusi. Haigust arvatakse esinevat sagedamini, kui seda diagnoositakse, ning varajane avastamine ja toitumise korrigeerimine võib oluliselt parandada patsientide elukvaliteeti.
Kuigi süda ei ole CDS-i patsientide peamine probleemne organ, viitavad uued leiud, et kreatiinipuudulikkus põhjustab oodatust keerukamaid rakulisi kohanemisi, mille mõju võib ulatuda mitmesse elundisüsteemi.
Teadusartikkel ilmus ajakirjas American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology.