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Dec 16, 2023

더 아크트

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 15881(2015) 이 기사 인용 3194 액세스 34 인용 지표 세부 정보 심장에는 혈역학적 반응에 반응하여 두 가지 주요 비대 양식이 있습니다.

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 15881(2015) 이 기사 인용

3194 액세스

34 인용

측정항목 세부정보

심장에는 혈역학적 부하에 반응하여 두 가지 주요 비대 양상이 있습니다. 각각 압력과 부피 과부하(VO)로 인한 동심성 비대와 편심성 비대입니다. 그러나 편심비대의 분자 메커니즘은 아직 잘 알려져 있지 않습니다. 여기서 우리는 Akt-포유동물의 라파마이신 표적(mTOR) 축이 VO 동안 편심 비대의 중추적인 조절자임을 입증합니다. 심장의 mTOR는 좌심실 이완기압(LVEDP) 의존 방식으로 활성화되는 반면, mTOR 억제는 편심 비대를 억제하고 VO 하에서도 심장 위축을 유발했습니다. 특히 Akt는 VO에 반응하여 유비퀴틴화되고 인산화되었으며 Akt가 막에 모집되는 것을 차단하면 mTOR 활성화가 완전히 폐지되었습니다. VO 동안 다양한 성장 인자가 상향 조절되었으며, 이는 이것이 Akt-mTOR 활성화에 관여할 수 있음을 시사합니다. 또한, 편심 비대 진행 속도는 mTOR 활동에 비례하므로 mTOR 활동의 시간 적분을 통해 편심 비대를 정확하게 추정할 수 있습니다. 이러한 결과는 Akt-mTOR 축이 편심 비대에서 중추적인 역할을 하며 mTOR 활동이 편심 비대 진행 속도를 정량적으로 결정한다는 것을 시사합니다. 편심비대는 심박출량과 LVEDP를 조절하는 심장의 고유 시스템이므로, 우리의 연구 결과는 심장의 적응 메커니즘에 대한 새로운 기계적 통찰력을 제공합니다.

심장은 혈액 순환을 통해 신체의 항상성을 유지하는 중요한 기관입니다. 말초 조직의 혈액 순환을 유지하기 위해 심장은 혈역학적 부하, 신경호르몬, 산화 스트레스 및 사이토카인을 포함한 다양한 스트레스에 반응하여 리모델링할 수 있습니다1,2,3. 그중에서도 심장은 끊임없이 혈역학적 스트레스를 받기 때문에 기계적 부하는 심장에 대한 주요 입력입니다. 기계적 부하가 비대를 유도한다는 점을 감안할 때 생체 내 근세포의 수축기 및 확장기의 기계적 스트레칭 힘은 라플라스의 법칙에 따라 수축기 및 확장기의 벽 응력으로 계산할 수 있습니다. 1975년 Grossman et al. 은 압력 과부하(PO)가 수축기 벽 스트레스를 증가시켜 동심 비대를 초래하고, 이로 인해 수축기 벽 스트레스가 정상화되고, 체적 과부하(VO)가 확장기 벽 스트레스를 증가시켜 편심 비대를 초래한다는 사실을 입증했습니다. 이러한 임상적 관찰에 기초하여, 그들은 벽 응력의 증가에 의해 비대 반응이 유발된다고 제안했습니다1. 현재 수축기 및 확장기 벽 응력이 증가하면 동심성 비대와 편심성 비대가 각각 발생한다는 것이 널리 받아들여지고 있습니다4. 많은 증거에 따르면 동심 비대와 편심 비대는 표현형 측면뿐만 아니라 관련된 세포내 신호 전달 경로에서도 다르다는 것을 나타냅니다5,6. 다양한 연구에서 특히 PO7,8로 인한 동심원 비대에서 비대의 분자 메커니즘을 조사했습니다. 그러나 편심 비대의 분자 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다.

승모판 및 대동맥판 역류는 특히 급성기에 VO를 유발하는 전형적인 병태생리학입니다9. 이러한 병태생리학에서 불충분한 순 전달 출력은 좌심실 확장기말 압력(LVEDP) 증가와 좌심실(LV)에 대한 확장기 벽 스트레스로 인해 필연적으로 폐울혈을 유발합니다. 편심성 비대는 심박출량을 증가시키고 역류가 있는 경우 순 전방 박출량을 유지할 수 있게 하여 LVEDP를 낮추고 폐울혈을 해결합니다9. 따라서 LVEDP 및 LV 기하학으로 정의된 확장기 벽 스트레스는 LVEDP 조절을 위한 생리학적으로 잘 설계된 피드백 시스템으로 편심 비대를 유발하는 것으로 보입니다.

또한 심부전(HF)의 경우 심장은 원인에 관계없이 과도한 확장기 벽 스트레스에 노출됩니다. HF는 낮은 심박출량과 폐울혈(높은 LVEDP로 인해)이 특징인 증후군이기 때문입니다. 따라서 VO 중 편심 비대에 대한 아직 밝혀지지 않은 분자 메커니즘을 이해하는 것은 HF의 병리생리학을 완전히 이해하는 데 중요합니다.