Η επίδραση δίαιτας ανεπαρκούς σε χολίνη στο μυοκάρδιο επίμυων: διερεύνηση της δράσης της καρνιτίνης

Abstract

Choline belongs to the B vitamin complex and its deficiency has been associated with cardiovascular morbidity. Carnitine, a chemical analogue of choline, has been widely used in the management of cardiac diseases. The present study on male Wistar Albino rats aimed to investigate the dietary choline deprivation impact on the: a) cardiac function (Langendorff method), b) heart histopathology, c) enzyme activities of AChE (cholinergic marker), Na+/K+-ΑΤΡase, and Mg2+-ΑΤΡase (spectrophotometrically in the myocardium homogenate), d) immunohistochemical expression of matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors (MMPs and TIMPs), which regulate the normal turnover of the extracellular matrix and e) the effect of carnitine in this setting (supplemented in drinking water at a concentration of 0.15%w/v). The results showed that a) dietary choline restriction caused heart diastolic dysfunction and lymphocytic infiltration of the myocardium with cardiac interstitial edema and fibrosis along with increased serum BNP levels; all changes were attenuated by carnitine administration, b) the MMP and TIMP modulation in a choline deficiency setting appears also to promote cardiac interstitial fibrosis (there was suppression of MMP-2 and increase of TIMP-2 expression) and carnitine, although seems to suppress the fibrotic lesions, does not restore the balance of MMPs and TIMPs, c) under the combination of dietary choline deprivation and carnitine supplementation there was increase in the myocardial Na+/K+-ATPase activity along with a concomitant decrease in the activities of Mg2+-ATPase and AChE. These results suggest that carnitine, in a choline deficiency setting, modulates cholinergic myocardial neurotransmission and ATPase activity in favor of cardiac work efficiency. Conclusively, choline deficiency impairs heart performance and carnitine exerts a beneficial and cardioprotective action against these changes.

Η χολίνη ανήκει στο σύμπλεγμα βιταμινών Β και η ανεπάρκειά της συνδέεται με καρδιαγγειακή νοσηρότητα. Χημικό ανάλογο της χολίνης, επικουρικό στη διαχείριση καρδιακών παθήσεων, είναι η καρνιτίνη. Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε, σε αρσενικούς επίμυες τύπου Wistar Albino, η επίδραση της διαιτητικής στέρησης χολίνης στην: α) καρδιακή λειτουργία (μέθοδος Langendorff), β) ιστοπαθολογία του μυοκαρδίου, γ) δραστικότητα των ενζύμων AChE (χολινεργικός δείκτης), Na+/K+-ΑΤΡάσης, και Mg2+-ΑΤΡάσης (φασματομετρικά στο ομογενοποίημα μυοκαρδίου), δ) ανοσοϊστοχημική έκφραση των μεταλλοπρωτεϊνασών και των ανασταλτών τους (ΜΜΡs και ΤΙΜΡs), που καθορίζουν τη δομική σύσταση της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και επιπλέον μελετήθηκε η δράση της καρνιτίνης σε αυτό το υπόστρωμα (χορηγούμενη στο πόσιμο ύδωρ σε συγκέντρωση 0,15% w/v). Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι: α) σε έδαφος ανεπάρκειας χολίνης εγκαθίσταται καρδιακή διαστολική δυσλειτουργία και λεμφοκυτταρική διήθηση του μυοκαρδίου με διάμεσο οίδημα και ίνωση και συνοδό αύξηση των επιπέδων BNP στον ορό, που μετριάζονται με τη χορήγηση καρνιτίνης, β) οι μεταβολές στην ανοσοϊστοχημική αποτύπωση των ΜΜΡs και ΤΙΜΡs (καταστολή της έκφρασης της MMP-2 και αύξησης του TIMP-2) προάγουν επίσης τη διάμεση ίνωση, την οποία η καρνιτίνη αναχαιτίζει μερικώς χωρίς όμως να αποκαθιστά τη διαταραχθείσα ισορροπία των MMPs-TIMPs, γ) σε συνθήκες διαιτητικής στέρησης χολίνης και παράλληλης χορήγησης καρνιτίνης παρατηρείται αύξηση της δραστικότητας της Na+/Κ+-ΑΤΡάσης με ταυτόχρονη μείωση στις δραστικότητες των Mg2+-ΑΤΡάσης και AChE. Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι η καρνιτίνη σε έδαφος ανεπάρκειας χολίνης επηρεάζει τη χολινεργική νευρομεταβίβαση και τη δραστικότητα των ΑΤΡασών υπέρ του αποδοτικού καρδιακού έργου. Συμπερασματικά, η ανεπάρκεια χολίνης επιδεινώνει την καρδιακή λειτουργικότητα και η καρνίτινη ασκεί καρδιοπροστατευτική επίδραση σε αυτό το υπόστρωμα.