Компартмент-разрешенная концепция микробной сигнализации, связанной с серой и ее реактивными формами, при диабетической кардиомиопатии: от метаболизма кишечника до сердечных реакций на серу.

Исследование рассматривает диабетическую кардиомиопатию (ДКМ) как важный компонент сердечной недостаточности, связанной с диабетом, акцентируя внимание на системе взаимодействия «кишечник-сердце». Авторы предлагают новую, многоуровневую модель микробной серы и сердечной сигнализации, которая отличается от линейной, предполагающей прямое попадание сульфидных соединений из кишечника в миокард. Согласно этой модели, кишечные микробы производят сульфид посредством различных метаболических путей, включая диссимиляционное восстановление сульфатов и катаболизм серосодержащих аминокислот. Однако клетки эпителия кишечника и печень значительно ограничивают системное воздействие сульфида путем его окисления в митохондриях. Недавние данные показывают, что микробный метаболизм сульфида может влиять на сигналинг GLP-1, метаболизм, зависимый от PPARα в печени, и общую обработку серы в организме. В то же время, исследования диабетического сердца выявили кандидатов на персульфидирование, реагирующих на доноры сульфида, таких как MuRF1 Cys44, SYVN1/Hrd1 Cys115 и SENP1 Cys683.

Несмотря на эти открытия, текущие исследования имеют существенные ограничения. Ни одно из них не демонстрирует прямого переноса серы из микробного метаболизма непосредственно в диабетическое сердце и не устанавливает конкретный причинно-следственный путь, специфичный для серы, который приводит к персульфидированию миокарда. Доказательства, касающиеся кандидатов на персульфидирование в сердце, часто получены в рамках пересекающихся исследовательских программ и сильно зависят от используемых методологий. Это указывает на необходимость более строгого и независимого подтверждения. Таким образом, остаются нерешенными специфические для ДКМ связи между метаболизмом серы в кишечнике и ответами со стороны сердца.

Авторы подчеркивают важность разделения хорошо подтвержденных локальных процессов от общих межорганных доказательств и нерешенных связей, специфичных для ДКМ. Для установления причинно-следственных связей предлагается использовать такие методы, как изотопное трассирование с разрешением по источнику, микробная генетика, модели ферментов серы хозяина и ортогональные анализы персульфидирования с разрешением по сайту. Эти подходы помогут глубже понять сложные взаимодействия в системе «кишечник-сердце» и их роль в патогенезе диабетической кардиомиопатии, что потенциально откроет новые терапевтические стратегии.