Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Роль белков эндосаркомерного скелета в механизмах диастолической дисфункции левого желудочка: фокус на титин

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-98-109

Полный текст:

Аннотация

Признание того, что изолированная диастолическая дисфункция (ДД) левого желудочка (ЛЖ) лежит в основе примерно 50% всех случаев сердечной недостаточности, требует глубокого понимания ее основных механизмов, чтобы можно было разработать эффективные диагностические и терапевтические стратегии. Несмотря на то, что в настоящее время достаточно много известно о механизмах, лежащих в основе ДД, немало важных вопросов, касающихся патофизиологии диастолы, еще ожидают своего решения. В частности, нуждается в уточнении роль патологии эндосаркомерного скелета в ухудшении так называемых активных (релаксация миокарда ЛЖ и тесно связанный с ней в здоровом сердце атриовентрикулярный градиент давления в начале диастолы) и пассивных (миокардиальная жесткость) характеристик диастолы.

В лекции кратко рассматривается сложная иерархия механизмов ДД (от саркомера до целого сердца) и обсуждается участие в последних гигантского белка титина, который является основной детерминантой внутриклеточной жесткости. Лежащие в основе ДД нарушение активного расслабления миокарда и ухудшение податливости его стенки при широком спектре патологических состояний (перегрузка давлением, ишемия, воспаление, кардиотоксические воздействия, окислительный стресс и др.) могут объясняться смещением экспрессии титина в сторону его более жесткой N2B-изоформы, гипофосфорилированием протеинкиназами А и G или дефосфорилированием серин/треонин фосфатазой 5 ее молекулы в сегменте растяжимой части белка, содержащим уникальную N2B последовательность, гиперфосфорилированием PEVK элементов титина протеинкиназой С, а также нарушением Ca2+-зависимого титин-актинового взаимодействия.

Результаты расшифровки этих механизмов могут стать инструментом для разработки новых подходов к направленной коррекции не имеющей эффективного лечения диастолической сердечной недостаточности, с одной стороны, и ключем для понимания саногенных эффектов препаратов, уже применяемых для терапии хронической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса ЛЖ – с другой.

 

Об авторах

В. В. Калюжин
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Калюжин Вадим Витальевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии с курсом реабилитации, физиотерапии и спортивной медицины

634050, Томск, Московский тракт, 2



А. Т. Тепляков
Научно-исследовательский институт (НИИ) кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук
Россия

Тепляков Александр Трофимович, доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



И. Д. Беспалова
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Беспалова Инна Давидовна, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней с курсом терапии

634050, Томск, Московский тракт, 2



Е. В. Калюжина
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Калюжина Елена Викторовна, доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии с курсом реабилитации, физиотерапии и спортивной медицины

634050, Томск, Московский тракт, 2



Г. Э. Черногорюк
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Черногорюк Георгий Эдинович, доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии с курсом реабилитации, физиотерапии и спортивной медицины

634050, Томск, Московский тракт, 2



Н. Н. Терентьева
Сургутский государственный университет (СурГУ)
Россия

Терентьева Надежда Николаевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней

628412, Сургут, пр. Ленина, 1



Е. В. Гракова
Научно-исследовательский институт (НИИ) кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук
Россия

Гракова Елена Викторовна, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения патологии миокарда 

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



К. В. Копьева
Научно-исследовательский институт (НИИ) кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук
Россия

Копьева Кристина Васильевна, кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения патологии миокарда 

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



В. Ю. Усов
Научно-исследовательский институт (НИИ) кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук
Россия

Усов Владимир Юрьевич, доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник отделения рентгеновских и томографических методов диагностики

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



Н. П. Гарганеева
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Гарганеева Наталья Петровна, доктор медицинских наук, профессор кафедры общей врачебной практики и поликлинической терапии

634050, Томск, Московский тракт, 2



И. К. Лившиц
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Лившиц Инна Климентьевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры госпитальной терапии с курсом реабилитации, физиотерапии и спортивной медицины

634050, Томск, Московский тракт, 2



И. В. Петрова
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Петрова Ирина Викторовна, доктор биологических наук, профессор кафедры биофизики и функциональной диагностики

634050, Томск, Московский тракт, 2



Т. В. Ласукова
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия

Ласукова Татьяна Викторовна, доктор биологических наук, профессор кафедры нормальной физиологии

634050, Томск, Московский тракт, 2



Список литературы

1. Nazário Leão R., Marques da Silva P. Diastolic dysfunction in hypertension. Hipertens. Riesgo Vasc. 2017;34(3):128−139. DOI: 10.1016/j.hipert.2017.01.001.

2. Samuel T.J., Beaudry R., Sarma S., Zaha V., Haykowsky M.J., Nelson M.D. Diastolic stress testing along the heart failure continuum. Curr. Heart Fail. Rep. 2018;15(6):332−339. DOI: 10.1007/s11897-018-0409-5.

3. Bayes-Genis A., Bisbal F., Núñez J., Santas E., Lupón J., Rossignol P. et al. Transitioning from preclinical to clinical heart failure with preserved ejection fraction: a mechanistic approach. J. Clin. Med. 2020Apr.13;9(4):1110. DOI: 10.3390/jcm9041110.

4. Ge H. Is diastolic dysfunction a new windsock in the risk stratification of patients with coronary heart disease? Int. J. Cardiol. 2022Jan.1;346:103−104. DOI: 10.1016/j.ijcard.2021.11.037.

5. Bertacchini F., Agabiti Rosei C., Buso G., Cappellini S., Stassaldi D., Aggiusti C. et al. Subclinical HMOD in hypertension: left ventricular diastolic dysfunction. High Blood Press. Cardiovasc. Prev. 2022Nov.10. DOI: 10.1007/s40292-022-00548-z.

6. Zhou D., Yan M., Cheng Q., Feng X., Tang S., Feng Y. Prevalence and prognosis of left ventricular diastolic dysfunction in community hypertension patients. BMC Cardiovasc. Disord. 2022Juny13;22(1):265. DOI: 10.1186/s12872-022-02709-3.

7. Cianciulli T.F., Saccheri M.C., Papantoniou A., Méndez R.J., Gagliardi J.A., Prado N.G. et al. Use of tissue doppler imaging for the early detection of myocardial dysfunction in patients with the indeterminate form of Chagas disease. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. 2020Feb.21;53:e20190457. DOI: 10.1590/0037-8682-0457-2019.

8. Echeverría L.E., Gómez-Ochoa S.A., Rojas L.Z., García-Rueda K.A., López-Aldana P., Muka T. et al. Cardiovascular biomarkers and diastolic dysfunction in patients with chronic chagas cardiomyopathy. Front. Cardiovasc. Med. 2021Nov.29;8:751415. DOI: 10.3389/fcvm.2021.751415.

9. Saraiva R.M., Mediano M.F.F., Quintana M.S.B., Sperandio da Silva G.M., Costa A.R., Sousa A.S. et al. Two-dimensional strain derived parameters provide independent predictors of progression to Chagas cardiomyopathy and mortality in patients with Chagas disease. Int. J. Cardiol. Heart Vasc. 2022Jan.10;38:100955. DOI: 10.1016/j.ijcha.2022.100955.

10. Калюжин В.В., Кулаков Ю.А. Соотношения вегетативных, эмоциональных и соматических нарушений при хроническом описторхозе. Клиническая медицина. 1996;74(6):27−29.

11. Хардикова С.А., Берендеева Е.П., Калюжин В.В., Белобородова Э.И. Диастолическая дисфункция левого желудочка у больных псориазом на фоне хронического описторхоза до и после антигельминтной терапии. Клиническая медицина. 2009;87(10):29−32.

12. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Рязанцева Н.В., Вечерский Ю.Ю., Хлапов А.П., Колесников Р.Н. Диастола сердца. Физиология и клиническая патофизиология. Томск: Изд-во ТПУ, 2007: 212.

13. Ferreira-Martins J., Leite-Moreira A.F. Physiologic basis and pathophysiologic implications of the diastolic properties of the cardiac muscle. J. Biomed. Biotechnol. 2010;2010:807084. DOI: 10.1155/2010/807084.

14. Janssen P.M.L. Myocardial relaxation in human heart failure: Why sarcomere kinetics should be center-stage. Arch. Biochem. Biophys. 2019;661:145−148. DOI: 10.1016/j.abb.2018.11.011.

15. Драпкина О.М., Кабурова О.М. Диастолическая сердечная недостаточность: механизмы развития и перспективы воздействия на них. Журнал сердечная недостаточность. 2012;13(5/73):310−316.

16. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Калюжин О.В. Сердечная недостаточность. М.: Медицинское информационное агентство, 2018:376.

17. Лакомкин В.Л., Абрамов А.А., Студнева И.М., Уланова А.Д., Вихлянцев И.М., Просвирнин А.В. и др. Ранние изменения энергетического метаболизма, изоформного состава и уровня фосфорилирования титина при диастолической дисфункции. Кардиология. 2020;60(2):4−9. DOI: 10.18087/cardio.2020.3.n531.

18. Bull M., Methawasin M., Strom J., Nair P., Hutchinson K., Granzier H. Alternative splicing of titin restores diastolic function in an HFpEF-like genetic murine model (TtnΔIAjxn). Circ. Res. 2016;119(6):764−772. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.308904.

19. Gevaert A.B., Kataria R., Zannad F., Sauer A.J., Damman K., Sharma K. et al. Heart failure with preserved ejection fraction: recent concepts in diagnosis, mechanisms and management. Heart. 2022;108(17):1342−1350. DOI: 10.1136/heartjnl-2021-319605.

20. Loescher C.M., Hobbach A.J., Linke W.A. Titin (TTN): from molecule to modifications, mechanics, and medical significance. Cardiovasc. Res. 2022;118(14):2903−2918. DOI: 10.1093/cvr/cvab328.

21. Zhou Y., Zhu Y., Zeng J. Research update on the pathophysiological mechanisms of heart failure with preserved ejection fraction. Curr. Mol. Med. 2023;23(1):54−62. DOI: 10.2174/1566524021666211129111202.

22. Van der Velden J., Stienen G.J.M. Cardiac disorders and pathophysiology of sarcomeric proteins. Physiol. Rev. 2019;99(1):381−426. DOI: 10.1152/physrev.00040.2017.

23. Crocini C., Gotthardt M. Cardiac sarcomere mechanics in health and disease. Biophys. Rev. 2021;13(5):637−652. DOI: 10.1007/s12551-021-00840-7.

24. Knight W.E., Woulfe K.C. Dysfunctional sarcomeric relaxation in the heart. Curr. Opin. Physiol. 2022;26:100535. DOI: 10.1016/j.cophys.2022.100535.

25. Martin A.A., Thompson B.R., Hahn D., Angulski A.B.B., Hosny N., Cohen H. et al. Cardiac sarcomere signaling in health and disease. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(24):16223. DOI: 10.3390/ijms232416223.

26. Rosas P.C., Solaro R.J. Implications of S-glutathionylation of sarcomere proteins in cardiac disorders, therapies, and diagnosis. Front. Cardiovasc. Med. 2023Jan.24;9:1060716. DOI: 10.3389/fcvm.2022.1060716.

27. Kass D.A., Bronzwaer J.G., Paulus W.J. What mechanisms underlie diastolic dysfunction in heart failure? Circ. Res. 2004;94(12):1533−1542. DOI: 10.1161/01.RES.0000129254.25507.d6.

28. Rosas P.C., Liu Y., Abdalla M.I., Thomas C.M., Kidwell D.T., Dusio G.F. et al. Phosphorylation of cardiac myosin-binding protein-C is a critical mediator of diastolic function. Circ. Heart Fail. 2015;8(3):582−594. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.114.001550.

29. Sheng J.J., Feng H.Z., Pinto J.R., Wei H., Jin J.P. Increases of desmin and α-actinin in mouse cardiac myofibrils as a response to diastolic dysfunction. J. Mol. Cell. Cardiol. 2016;99:218−229. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2015.10.035.

30. Valero-Muñoz M., Saw E.L., Hekman R.M., Blum B.C., Hourani Z., Granzier H. et al. Proteomic and phosphoproteomic profiling in heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). Front. Cardiovasc. Med. 2022Aug.25;9:966968. DOI: 10.3389/fcvm.2022.966968.

31. Li N., Hang W., Shu H., Zhou N. RBM20, a therapeutic target to alleviate myocardial stiffness via titin isoforms switching in HFpEF. Front. Cardiovasc. Med. 2022Jun.16;9:928244. DOI: 10.3389/fcvm.2022.928244.

32. Lamber E.P., Guicheney P., Pinotsis N. The role of the M-band myomesin proteins in muscle integrity and cardiac disease. J. Biomed. Sci. 2022;29(1):18. DOI: 10.1186/s12929-022-00801-6.

33. Gilbert G., Demydenko K., Dries E., Puertas R.D., Jin X., Sipido K. et al. Calcium signaling in cardiomyocyte function. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2020;12(3):a035428. DOI: 10.1101/cshperspect.a035428.

34. Denniss A.L., Dashwood A.M., Molenaar P., Beard N.A. Sarcoplasmic reticulum calcium mishandling: central tenet in heart failure? Biophys. Rev. 2020;12(4):865−878. DOI: 10.1007/s12551-020-00736-y.

35. Benitah J.P., Perrier R., Mercadier J.J., Pereira L., Gómez A.M. RyR2 and calcium release in heart failure. Front. Physiol. 2021;12:734210. DOI: 10.3389/fphys.2021.734210.

36. Rouhana S., Farah C., Roy J., Finan A., Rodrigues de Araujo G., Bideaux P. et al. Early calcium handling imbalance in pressure overload-induced heart failure with nearly normal left ventricular ejection fraction. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2019;1865(1):230−242. DOI: 10.1016/j.bbadis.2018.08.005.

37. De Genst E., Foo K.S., Xiao Y., Rohner E., de Vries E., Sohlmér J. et al. Blocking phospholamban with VHH intrabodies enhances contractility and relaxation in heart failure. Nat. Commun. 2022;13(1):3018. DOI: 10.1038/s41467-022-29703-9.

38. Maruyama K., Imanaka-Yoshida K. The Pathogenesis of Cardiac Fibrosis: A Review of Recent Progress. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(5):2617. DOI: 10.3390/ijms23052617.

39. Budde H., Hassoun R., Mügge A., Kovács Á., Hamdani N. Current understanding of molecular pathophysiology of heart failure with preserved ejection fraction. Front. Physiol. 2022 July7;13: 928232. DOI: 10.3389/fphys.2022.928232.

40. Zile M.R., Baicu C.F., Gaasch W.H. Diastolic heart failure – abnormalities in active relaxation and passive stiffness of the left ventricle. N. Engl. J. Med. 2004;350(19):1953−1959. DOI: 10.1056/NEJMoa032566/

41. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Беспалова И.Д., Калюжина Е.В., Черногорюк Г.Э., Терентьева Н.Н. и др. Диастолическая сердечная недостаточность: границы применения термина. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(1):113– 120. DOI: 10.20538/1682-0363-2023-1-113-120.

42. Беленков Ю.Н., Агеев Ф.Т., Мареев В.Ю. Знакомьтесь: диастолическая сердечная недостаточность. Журнал сердечная недостаточность. 2000;1(2):40–44.

43. Zile M.R. Heart failure with preserved ejection fraction: is this diastolic heart failure? J. Am. Coll. Cardiol. 2003;41(9):1519−1522. DOI: 10.1016/s0735-1097(03)00186-4.

44. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Черногорюк Г.Э., Калюжина Е.В., Беспалова И.Д., Терентьева Н.Н. и др. Хроническая сердечная недостаточность: синдром или заболевание? Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(1):134–139. DOI: 10.20538/1682-0363-2020-1-134–139.

45. Mashali M.A., Saad N.S., Canan B.D., Elnakish M.T., Milani-Nejad N., Chung J.H. et al. Impact of etiology on force and kinetics of left ventricular end-stage failing human myocardium. J. Mol. Cell. Cardiol. 2021;156:7−19. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2021.03.007.

46. Triposkiadis F., Xanthopoulos A., Parissis J., Butler J., Farmakis D. Pathogenesis of chronic heart failure: cardiovascular aging, risk factors, comorbidities, and disease modifiers. Heart Fail. Rev. 2022;27(1):337−344. DOI: 10.1007/s10741-020-09987-z.

47. Fayol A., Wack M., Livrozet M., Carves J.B., Domengé O., Vermersch E. et al. Aetiological classification and prognosis in patients with heart failure with preserved ejection fraction. ESC Heart Fail. 2022;9(1):519−530. DOI: 10.1002/ehf2.13717.

48. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Беспалова И.Д., Калюжина Е.В., Терентьева Н.Н., Гракова Е.В. и др. Перспективные направления лечения хронической сердечной недостаточности: совершенствование старых или разработка новых? Бюллетень сибирской медицины. 2022;21(3):181−197. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-3-181-197.

49. Капелько В.И. Почему расслабление миокарда всегда замедляется при патологии сердца? Кардиология. 2019;59(12):44−51. DOI: 10.18087/cardio.2019.12.n801.

50. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Соловцов М.А. Роль систолической и диастолической дисфункции ЛЖ в клинической манифестации хронической сердечной недостаточности у больных, перенесших инфаркт миокарда. Терапевтический архив. 2002;74(12):15−18.

51. Капелько В.И. Диастолическая дисфункция. Кардиология. 2011;51(1):79−90.

52. Bronzwaer J.G., Paulus W.J. Matrix, cytoskeleton, or myofilaments: which one to blame for diastolic left ventricular dysfunction? Prog. Cardiovasc. Dis. 2005;47(4):276−284. DOI: 10.1016/j.pcad.2005.02.003.

53. Münch J., Abdelilah-Seyfried S. Sensing and responding of cardiomyocytes to changes of tissue stiffness in the diseased heart. Front. Cell Dev. Biol. 2021Feb.26;9:642840. DOI: 10.3389/fcell.2021.642840.

54. Капелько В.И. Роль саркомерного белка титина в насосной функции сердца. Успехи физиологических наук. 2022;53(2):39−53. DOI: 10.31857/S0301179822020059.

55. Wadmore K., Azad A.J., Gehmlich K. The role of Z-disc proteins in myopathy and cardiomyopathy. Int. J. Mol. Sci. 2021March17;22(6):3058. DOI: 10.3390/ijms22063058.

56. Van Wijk S.W., Su W., Wijdeveld L.F.J.M., Ramos K.S., Brundel B.J.J.M. Cytoskeletal protein variants driving atrial fibrillation: potential mechanisms of action. Cells. 2022;11(3):416. DOI: 10.3390/cells11030416.

57. Wang Z., Grange M., Pospich S., Wagner T., Kho A.L., Gautel M. et al. Structures from intact myofibrils reveal mechanism of thin filament regulation through nebulin. Science. 2022Feb.18;375(6582):eabn1934. DOI: 10.1126/science.abn1934.

58. Granzier H.L., Irving T.C. Passive tension in cardiac muscle: contribution of collagen, titin, microtubules, and intermediate filaments. Biophys. J. 1995;68(3):1027−1044. DOI: 10.1016/S0006-3495(95)80278-X.

59. Fukuda N., Granzier H., Ishiwata S., Morimoto S. Editorial: recent advances on myocardium physiology. Front. Physiol. 2021May26;12:697852. DOI: 10.3389/fphys.2021.697852.

60. Herzog W. What can we learn from single sarcomere and myofibril preparations? Front. Physiol. 2022Apr.27;13:837611. DOI: 10.3389/fphys.2022.837611.

61. Labeit S., Kolmerer B., Linke W.A. The giant protein titin. Emerging roles in physiology and pathophysiology. Circ. Res. 1997;80(2):290−294. DOI: 10.1161/01.res.80.2.290.

62. Azad A., Poloni G., Sontayananon N., Jiang H., Gehmlich K. The giant titin: how to evaluate its role in cardiomyopathies. J. Muscle Res. Cell Motil. 2019;40(2):159−167. DOI: 10.1007/s10974-019-09518-w.

63. Helmes M., Trombitás K., Granzier H. Titin develops restoring force in rat cardiac myocytes. Circ. Res. 1996;79(3):619−626. DOI: 10.1161/01.res.79.3.619.

64. Linke W.A. Titin gene and protein functions in passive and active muscle. Annu. Rev. Physiol. 2018Feb.10 80:389−411. DOI: 10.1146/annurev-physiol-021317-121234.

65. Овчинников А.Г., Потехина А.В., Ожерельева М.В., Агеев Ф.Т. Дисфункция левого желудочка при гипертоническом сердце: современный взгляд на патогенез и лечение. Кардиология. 2017;57(S2):367–382. DOI: 10.18087/cardio.2393.

66. Najafi A., van de Locht M., Schuldt M., Schönleitner P., van Willigenburg M., Bollen I. et al. End-diastolic force pre-activates cardiomyocytes and determines contractile force: role of titin and calcium. J. Physiol. 2019;597(17):4521−4531. DOI: 10.1113/JP277985.

67. Koser F., Loescher C., Linke W.A. Posttranslational modifications of titin from cardiac muscle: how, where, and what for? FEBS J. 2019;286(12):2240−2260. DOI: 10.1111/febs.14854.

68. Trombitás K., Wu Y., Labeit D., Labeit S., Granzier H. Cardiac titin isoforms are coexpressed in the half-sarcomere and extend independently. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2001;281(4):H1793−H1799. DOI: 10.1152/ajpheart.2001.281.4.H1793.

69. Van Heerebeek L., Borbély A., Niessen H.W., Bronzwaer J.G., van der Velden J., Stienen G.J. et al. Myocardial structure and function differ in systolic and diastolic heart failure. Circulation. 2006;113(16):1966−1973. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.587519.

70. Katz A.M., Zile M.R. New molecular mechanism in diastolic heart failure. Circulation. 2006;113(16):1922−1925. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.620765.

71. Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Соловцов М.А., Калюжина Е.В., Беспалова И.Д., Терентьева Н.Н. Ремоделирование левого желудочка: один или несколько сценариев? Бюллетень сибирской медицины. 2016;15(4):120−139. DOI: 10.20538/1682-0363-2016-4-120-139.

72. Lewis G.A., Schelbert E.B., Williams S.G., Cunnington C., Ahmed F., McDonagh T.A. et al. Biological phenotypes of heart failure with preserved ejection fraction. J. Am. Coll. Cardiol. 2017;70(17):2186−2200. DOI: 10.1016/j.jacc.2017.09.006.

73. Neagoe C., Kulke M., del Monte F., Gwathmey J.K., de Tombe P.P., Hajjar R.J. et al. Titin isoform switch in ischemic human heart disease. Circulation. 2002;106(11):1333−1341. DOI: 10.1161/01.cir.0000029803.93022.93.

74. Wu Y., Bell S.P., Trombitas K., Witt C.C., Labeit S., LeWinter M.M. et al. Changes in titin isoform expression in pacing-induced cardiac failure give rise to increased passive muscle stiffness. Circulation. 2002;106(11):1384−1389. DOI: 10.1161/01.cir.0000029804.61510.02.

75. Lahmers S., Wu Y., Call D.R., Labeit S., Granzier H. Developmental control of titin isoform expression and passive stiffness in fetal and neonatal myocardium. Circ. Res. 2004;94(4):505−513. DOI: 10.1161/01.RES.0000115522.52554.86.

76. Weeland C.J., van den Hoogenhof M.M., Beqqali A., Creemers E.E. Insights into alternative splicing of sarcomeric genes in the heart. J. Mol. Cell. Cardiol. 2015Apr.;81:107−113. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2015.02.008.

77. Eldemire R., Tharp C.A., Taylor M.R.G., Sbaizero O., Mestroni L. The sarcomeric spring protein titin: biophysical properties, molecular mechanisms, and genetic mutations associated with heart failure and cardiomyopathy. Curr. Cardiol. Rep. 2021;23(9):121. DOI: 10.1007/s11886-021-01550-y.

78. Kötter S., Krüger M. Protein quality control at the sarcomere: titin protection and turnover and implications for disease development. Front. Physiol. 2022Juny30;13:914296. DOI: 10.3389/fphys.2022.914296.

79. Krüger M., Linke W.A. Titin-based mechanical signalling in normal and failing myocardium. J. Mol. Cell. Cardiol. 2009;46(4):490−498. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2009.01.004.

80. Anderson B.R., Granzier H.L. Titin-based tension in the cardiac sarcomere: molecular origin and physiological adaptations. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2012;110(2-3):204−217. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2012.08.003.

81. Radke M.H., Polack C., Methawasin M., Fink C., Granzier H.L., Gotthardt M. Deleting full length titin versus the titin m-band region leads to differential mechanosignaling and cardiac phenotypes. Circulation. 2019;139(15):1813−1827. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.037588.

82. Zhu C., Yin Z., Ren J., McCormick R.J., Ford S.P., Guo W. RBM20 is an essential factor for thyroid hormone-regulated titin isoform transition. J. Mol. Cell. Biol. 2015;7(1):88−90. DOI: 10.1093/jmcb/mjv002.

83. Борисов А.А., Гвоздева А.Д., Агеев Ф.Т. Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса у пациентов с сахарным диабетом 2 типа: от патогенеза к лечению. Медицинский вестник Юга России. 2021;12(2):6−15. DOI: 10.21886/2219-8075-2021-12-2-6-15.

84. Krüger M., Babicz K., von Frieling-Salewsky M., Linke W.A. Insulin signaling regulates cardiac titin properties in heart development and diabetic cardiomyopathy. J. Mol. Cell. Cardiol. 2010May;48(5): 910−916. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2010.02.012.

85. Zhu C., Yin Z., Tan B., Guo W. Insulin regulates titin pre-mRNA splicing through the PI3K-Akt-mTOR kinase axis in a RBM20-dependent manner. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2017;1863(9):2363−2371. DOI: 10.1016/j.bbadis.2017.06.023.

86. Bernal J., Pitta S.R., Thatai D. Role of the renin-angiotensin-aldosterone system in diastolic heart failure: potential for pharmacologic intervention. Am. J. Cardiovasc. Drugs. 2006;6(6):373−381. DOI: 10.2165/00129784-200606060-00004.

87. Останко В.Л., Калачева Т.П., Калюжина Е.В., Лившиц И.К., Шаловай А.А., Черногорюк Г.Э., Беспалова И.Д. и др. Биологические маркеры в стратификации риска развития и прогрессирования сердечно-сосудистой патологии: настоящее и будущее. Бюллетень сибирской медицины. 2018;17(4):264−280. DOI: 10.20538/1682-0363-2018-4-264-280.

88. Cai H., Zhu C., Chen Z., Maimaiti R., Sun M., McCormick R.J. et al. Angiotensin II Influences Pre-mRNA splicing regulation by enhancing RBM20 transcription through activation of the MAPK/ELK1 signaling pathway. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(20):5059. DOI: 10.3390/ijms20205059.

89. Rocha R., Almeida-Coelho J., Leite-Moreira A.M., Neves J.S., Hamdani N., Falcão-Pires I. et al. Titin phosphorylation by protein kinase G as a novel mechanism of diastolic adaptation to acute load: PS146. Porto Biomed. J. 2017;2(5):185. DOI: 10.1016/j.pbj.2017.07.024.

90. Michel K., Herwig M., Werner F., Špiranec Spes K., Abeßer M., Schuh K. et al. C-type natriuretic peptide moderates titin-based cardiomyocyte stiffness. JCI Insight. 2020Nov.19;5(22):e139910. DOI: 10.1172/jci.insight.139910.

91. Herwig M., Kolijn D., Lódi M., Hölper S., Kovács Á., Papp Z. et al. Modulation of titin-based stiffness in hypertrophic cardiomyopathy via protein kinase D. Front. Physiol. 2020Apr.15;11:240. DOI: 10.3389/fphys.2020.00240.

92. Murphy S., Frishman W.H. Protein kinase C in cardiac disease and as a potential therapeutic target. Cardiol. Rev. 2005;13(1):3−12. DOI: 10.1097/01.crd.0000124914.59755.8d.

93. Hidalgo C., Hudson B., Bogomolovas J., Zhu Y., Anderson B., Greaser M., Labeit S. et al. PKC phosphorylation of titin’s PEVK element: a novel and conserved pathway for modulating myocardial stiffness. Circ. Res. 2009;105(7):631–638. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.109.198465.

94. Soetkamp D., Gallet R., Parker S.J., Holewinski R., Venkatraman V., Peck K. et al. Myofilament phosphorylation in stem cell treated diastolic heart failure. Circ. Res. 2021;129(12):1125−1140. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.316311.

95. Krysiak J., Unger A., Beckendorf L., Hamdani N., von Frieling-Salewsky M., Redfield M.M. et al. Protein phosphatase 5 regulates titin phosphorylation and function at a sarcomere-associated mechanosensor complex in cardiomyocytes. Nat. Commun. 2018Jan.17;9(1):262. DOI: 10.1038/s41467-017-02483-3.

96. Manilall A., Mokotedi L., Gunter S., Le Roux R., Fourie S., Flanagan C.A. et al. Increased protein phosphatase 5 expression in inflammation-induced left ventricular dysfunction in rats. BMC Cardiovasc. Disord. 2022Dec.9;22(1):539. DOI: 10.1186/s12872-022-02977-z.

97. Gömöri K., Herwig M., Budde H., Hassoun R., Mostafi N., Zhazykbayeva S. et al. Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II and protein kinase G oxidation contributes to impaired sarcomeric proteins in hypertrophy model. ESC Heart Fail. 2022;9(4):2585−2600. DOI: 10.1002/ehf2.13973.

98. Bevere M., Morabito C., Mariggiò M.A., Guarnieri S. The oxidative balance orchestrates the main keystones of the functional activity of cardiomyocytes. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022Jan.10;2022:7714542. DOI: 10.1155/2022/7714542.

99. Nagueh S.F. Heart failure with preserved ejection fraction: insights into diagnosis and pathophysiology. Cardiovasc. Res. 2021;117(4): 999−1014. DOI: 10.1093/cvr/cvaa228.

100. Røe Å.T., Ruud M., Espe E.K., Manfra O., Longobardi S., Aronsen J.M. et al. Regional diastolic dysfunction in post-infarction heart failure: role of local mechanical load and SERCA expression. Cardiovasc. Res. 2019; 15(4):752−764. DOI: 10.1093/cvr/cvy257.

101. Eisner D.A., Caldwell J.L., Trafford A.W., Hutchings D.C. the control of diastolic calcium in the heart: basic mechanisms and functional implications. Circ. Res. 2020;126(3):395−412. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.315891.

102. Granzier H., Labeit S. Cardiac titin: an adjustable multi-functional spring. J. Physiol. 2002;541(Pt2):335−342. DOI: 10.1113/jphysiol.2001.014381.

103. Liu C., Lai Y., Pei J., Huang H., Zhan J., Ying S. et al. Clinical and genetic analysis of KATP variants with heart failure risk in patients with decreased serum ApoA-I levels. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2021;106(8):2264−2278. DOI: 10.1210/clinem/dgab336.

104. Liu C., Lai Y., Guan T., Zhan J., Pei J., Wu D. et al. Associations of ATP-sensitive potassium channel’s gene polymorphisms with type 2 diabetes and related cardiovascular phenotypes. Front. Cardiovasc. Med. 2022March23;9:816847. DOI: 10.3389/fcvm.2022.816847.


Рецензия

Для цитирования:


Калюжин В.В., Тепляков А.Т., Беспалова И.Д., Калюжина Е.В., Черногорюк Г.Э., Терентьева Н.Н., Гракова Е.В., Копьева К.В., Усов В.Ю., Гарганеева Н.П., Лившиц И.К., Петрова И.В., Ласукова Т.В. Роль белков эндосаркомерного скелета в механизмах диастолической дисфункции левого желудочка: фокус на титин. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(3):98-109. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-98-109

For citation:


Kalyuzhin V.V., Teplyakov A.T., Bespalova I.D., Kalyuzhina E.V., Chernogoryuk G.E., Terentyeva N.N., Grakova E.V., Kopeva K.V., Usov V.Yu., Garganeeva N.P., Livshits I.K., Petrova I.V., Lasukova T.V. The role of endosarcomeric cytoskeleton proteins in the mechanisms of left ventricular diastolic dysfunction: focus on titin. Bulletin of Siberian Medicine. 2023;22(3):98-109. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-3-98-109

Просмотров: 112


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)