Một nghiên cứu mới của Trường Y khoa UC Davis (Califonia, Mỹ) đã tìm thấy sự khác biệt đáng chú ý ở cấp độ tế bào giữa chuột đực và chuột cái bị suy tim với phân suất tống máu bảo tồn (HFpEF).

Những phát hiện này có thể xác định cách điều trị riêng biệt cho HFpEF ở phụ nữ so với nam giới.

Với HFpEF, cơ tim co bóp bình thường nhưng tim không thể thư giãn hoàn toàn và nạp đầy đủ năng lượng giữa các nhịp đập. Tình trạng này được gọi là rối loạn chức năng tâm trương. Nó có thể xảy ra nếu tim quá cứng hoặc nếu quá trình co bóp liên tục không đủ nhanh giữa các nhịp đập.

Nghiên cứu cho thấy rối loạn chức năng tâm trương ở chuột cái là do protein sợi cơ tim bị thay đổi. Ở chuột đực, đó là kết quả của việc loại bỏ canxi khỏi tế bào tim một cách chậm rãi giữa các nhịp tim, gây ra một cơn co nhẹ giữa các nhịp đập.

Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Nghiên cứu Tim mạch.

Nghiên cứu này chứng tỏ tầm quan trọng của việc tiến hành nghiên cứu trên cả quần thể nam và nữ.” – Donald M. Bers, tác giả chính của nghiên cứu

Bers là Trưởng Khoa Dược và Trưởng đơn vị Nghiên cứu Tim mạch tại Trường Y khoa UC Davis. “Nếu những khác biệt phân tử nam-nữ tương tự này xảy ra ở bệnh nhân tiểu đường béo phì mắc HFpEF, điều đó có thể có nghĩa là các chiến lược điều trị tốt nhất cho HFpEF ở phụ nữ có thể khác với chiến lược điều trị dành cho nam giới.”

Suy tim là khi tim không thể bơm đủ máu và oxy để nuôi cơ thể. Khoảng 6,2 triệu người ở Mỹ bị suy tim. Tỷ lệ tử vong trong 5 năm do suy tim là khoảng 50%, mặc dù nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến khả năng sống sót. Khoảng một nửa số người bị suy tim mắc HFpEF và gần như gấp đôi số phụ nữ mắc HFpEF so với nam giới. Đàn ông bị suy tim có thể có nguy cơ rối loạn nhịp tim và đột tử do tim cao hơn.

Mô hình chuột “hai yếu tố” nghiên cứu HFpEF

Béo phì và tiểu đường thường gặp ở những người mắc HFpEF. Để nghiên cứu căn bệnh này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra mô hình chuột “hai yếu tố” độc đáo kết hợp hai yếu tố.

Đối với yếu tố đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuột thiếu thụ thể leptin về mặt di truyền. Leptin là một loại hormone thúc đẩy cảm giác no. Không có nó, sự thèm ăn vẫn cao và động vật trở nên béo phì và mắc bệnh tiểu đường. Đối với yếu tố thứ hai, chuột được truyền aldosterone. Aldosterone là một loại hormone được tạo ra bởi tuyến thượng thận. Nồng độ aldosterone cao gây ứ nước.

Mô hình động vật bị suy tim và tiểu đường này phát triển HFpEF, cho phép các nhà nghiên cứu phân tích cơ chế tế bào và phân tử của sự co và giãn cơ ở chuột đực và chuột cái.

Nhóm nghiên cứu (trái sang phải): Christopher Y. Ko, Juliana Mira Hernandez, Donald M. Bers, Erin Y. Shen và Bence Hegyi trước những phát hiện quan trọng của họ trên màn hình.

Rối loạn điều hòa canxi, titin

Canxi rất quan trọng trong việc kích hoạt sự co bóp và thư giãn của các tế bào cơ tim cũng như hoạt động điện của tim. Canxi đi vào tế bào tim theo mỗi nhịp đập khiến cơ co bóp. Nó cũng giúp điều khiển tín hiệu điện đồng bộ với sự co bóp của hàng triệu tế bào cơ tim cần thiết để tim hoạt động như một máy bơm hiệu quả. Canxi được loại bỏ khỏi tế bào theo từng nhịp đập. Điều này cho phép trái tim thư giãn giữa các nhịp đập và lấp đầy nhịp đập tiếp theo. 

Ở chuột đực mắc bệnh HFpEF, quá trình loại bỏ canxi khỏi tế bào cơ tim bị chậm lại, ngăn cản sự thư giãn hoàn toàn giữa các nhịp đập. Chuột HFpEF đực cũng biểu hiện nhịp tim bất thường hơn, được gọi là rối loạn nhịp tim.

Ngược lại, những con cái mắc HFpEF có biểu hiện chuyển động canxi vào và ra khỏi tế bào tim bình thường. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu quan sát thấy sự gia tăng ở dạng titin ngắn hơn và cứng hơn (N2B). Titin là một loại protein trong tim hoạt động như một chiếc lò xo hỗ trợ. Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy quá trình phosphoryl hóa (một phản ứng phân tử) của Titin và một loại protein sợi tim khác, troponin I. Cả hai sự thay đổi về Titin và troponin đều làm cho tế bào tim nữ cứng hơn về mặt chức năng, khiến tim khó lấp đầy hơn – mặc dù việc loại bỏ canxi là bình thường.

Bence Hegyi, nhà khoa học dự án tại Phòng thí nghiệm Bers và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Nghiên cứu này cho thấy các mục tiêu thuốc khác nhau ở nam và nữ và sẽ là bước đệm cho các thử nghiệm trong tương lai với các loại thuốc nhắm mục tiêu dành riêng cho giới tính ở bệnh nhân HFpEF”. “Có khả năng, phụ nữ mắc dạng HFpEF này có thể được hưởng lợi từ các loại thuốc làm giảm độ cứng tim. Mặt khác, nam giới mắc dạng HFpEF này có thể được hưởng lợi nhiều hơn từ các loại thuốc giúp tăng cường loại bỏ canxi.”

Hạn chế của nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu lưu ý một số hạn chế của nghiên cứu. Mặc dù những con chuột trong nghiên cứu này có thể đại diện cho số lượng đáng kể bệnh nhân HFpEF mắc bệnh tiểu đường và khá béo phì, nhưng nhiều bệnh nhân HFpEF có thể không được đại diện trong mô hình này. Cần có nhiều mô hình động vật để hiểu các quần thể khác nhau mắc HFpEF. Cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng để nhận ra đầy đủ lợi ích tiềm năng của công việc này.

Các tác giả khác bao gồm Erin Shen, Christopher Ko, Emily Spencer, Daria Smoliarchuk và Julie Bossuyt từ Trường Y khoa UC Davis; Juliana Mira Hernandez từ Trường Y UC Davis và Đại học Antioquia, Medellin, Colombia; và Zaynab Hourani và Henk Granzier từ Đại học Arizona, Tucson.