Der Übergang von Glykolyse zu mitochondrialem oxidativen Stoffwechsel ist ein wichtiger Treiber für die terminale Differenzierung des Kardiomyozyten und den Verlust der proliferativen Fähigkeit, ein Prozess, der während der hypertrophen Belastung des Erwachsenen umkehrt.
Dramatische reifungsbedingte Veränderungen treten im Herzenergie-Stoffwechsel während der Herzentwicklung, Differenzierung und postnatalen Wachstums auf. Diese Veränderungen im Energiestoffwechsel haben bedeutende Auswirkungen auf die Fähigkeit der Kardiomyozyten, während der frühen Herzentwicklung zu proliferieren, sowie wenn Kardiomyozyten während der späteren Entwicklung terminal differenzieren. Während der frühen Herzentwicklung ist die Glykolyse eine wichtige Energiequelle für proliferierende Kardiomyozyten. Wenn Kardiomyozyten reifen und terminal differenziert werden, erhöht sich die mitochondriale oxidative Kapazität, wobei die beta-Oxidation von Fettsäuren zu einer wichtigen Energiequelle für das Herz wird. Der Anstieg der mitochondrialen oxidativen Kapazität scheint mit einer Abnahme der proliferativen Fähigkeit des Kardiomyzyten einherzugehen. Der Wechsel von Glykolyse zu mitochondrialem oxidativem Stoffwechsel während der Herzentwicklung umfasst sowohl Veränderungen in der transkriptionalen Kontrolle als auch akute Veränderungen in der Kontrolle jedes Weges. Interessanterweise wechselt der Herzenergie-Stoffwechsel bei einer hypertrophen Belastung des erwachsenen Herzens zu einem eher fetalen Phänotyp, was einen Anstieg der Glykolyse und eine Abnahme der mitochondrialen Fettsäure-beta-Oxidation umfasst. In diesem Artikel überprüfen wir die Auswirkungen von Veränderungen im Metabolismus von Energie-Substraten auf die Proliferation, Differenzierung und postnatale Reifung von Kardiomyozyten.
Lopaschuk et al. (Wed,) untersuchten diese Frage.