Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает: женские и мужские сердца по-разному реагируют на гормон стресса норадреналин.

Исследование на мышах может иметь значение для понимания механизма развития и протекания сердечных заболеваний человека, таких как аритмии и сердечная недостаточность, а также для понимания, каким образом повысить эффективность лекарств в различных гендерных группах.

Команда исследователей создала новый тип системы флуоресцентной визуализации, которая позволяет использовать свет, чтобы увидеть, как сердце мыши реагирует на гормоны и нейротрансмиттеры в режиме реального времени. Мышей подвергали воздействию норадреналина, также известного как нейротрансмиттер и гормон, связанным с реакцией «бей или беги».

Результаты показали, что сердца самцов и самок мышей сперва одинаково реагируют на воздействие норадреналина. Однако некоторые участки женского сердца возвращаются к норме быстрее, чем у мужских особей, что приводит к различиям в электрической активности сердца.

«Различия в электрической активности, которые мы наблюдали, называются реполяризацией в женских сердцах. Реполяризация показывает, как сердце перезагружается между каждым ударом сердца, и тесно связана с некоторыми типами аритмий», — Джессика Л. Колдуэлл, первый автор исследования, постдокторант факультета фармакологии Медицинской школы Калифорнийского университета в Дэвисе.

«Мы знаем, что существуют половые различия в риске развития определенных типов аритмий. Исследование выявило новый фактор, который может способствовать пониманию разной предрасположенности к аритмии у мужчин и женщин», — сказала Колдуэлл.

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

В новой системе визуализации использовали мышь CAMPER, которая была генетически модифицирована таким образом, чтобы излучать свет во время специфической химической реакции в сердце, затрагивающей связывание цАМФ.

Молекула цАМФ (циклического аденозин-3',5;-монофосфата) — «промежуточный мессенджер», превращающий сигналы от гормонов и нейротрансмиттеров, включая норадреналин, в действие и реакцию клеток сердца.

Световые сигналы от мыши CAMPER передаются биосенсором, который использует перенос энергии флуоресцентного резонанса (FRET). Этот FRET-сигнал может быть получен с высокой скоростью и высоким разрешением с помощью новой, специально разработанной кардиологической системы визуализации. Это позволяет исследователям регистрировать реакцию сердца на норадреналин в режиме реального времени, а также изменения электрической активности.

Новый подход к визуализации выявил различия в распаде цАМФ у самок и самцов мышей и связанные с этим отличия в электрической активности сердечной мышцы.

По словам Кристал М. Рипплингер, старшего автора исследования, ученые изначально не планировали изучать реакции, основанные на гендерном отличии. Но исследователи заметили закономерности различных реакций сердца мужчин и женщин, что привело их к пониманию отличий между полами.

Рипплингер, инженер-электрик и биомедицина, профессор кафедры фармакологии открыла свою лабораторию в Медицинской школе Калифорнийского университета в Дэвисе более десяти лет назад. В то время она использовала исключительно самцов животных. Это было нормой для большинства исследований того времени. Но несколько лет назад ученый начала включать в свои исследования самцов и самок животных.

«Иногда данные совпадают. Но мы видим отличия, первое, что мы делаем, — это смотрим на половые различия. Использование в исследовании как самцов, так и самок мышей выявило ключи к различиям, о которых мы даже не подозревали. Исследователи понимают, что нельзя экстраполировать результаты на оба пола, изучая только один», — пояснила Рипплингер.

Она отмечает, что в текущем исследовании неясно, что могут означать различия в цАМФ и электрической активности.

«Реакция самок мышей может быть защитной, а может и нет. Но простое документирование того, что существует измеримая разница в реакции на гормон стресса, имеет большое значение. Мы надеемся узнать больше в будущих исследованиях», — сказала Рипплингер.