Mitmed varasemad uuringud on näidanud, et suurenenud ja nõrgenenud südamega ehk laiendatud kardiomüopaatiaga patsientidel on fosfokreatiini vähenemine olnud seotud kõrgema suremusega. See on pannud teadlasi küsima, kas madal kreatiinkinaasi aktiivsus võib põhjustada südamepuudulikkust? Uuringud kreatiinipuudulike hiirtega on andnud seni erinevaid tulemusi.

Tallinna Tehnikaülikooli ja Oslo Ülikooli teadlased keskendusid oma hiljutises uurimistöös sellele, kuidas „käituvad“ kreatiinipuudulikkuse käes kannatavate hiirte südamelihasrakud.

Olgu inimese või hiire süda – igal juhul vajab see üle kogu keha vere pumpamiseks rohkelt energiat, milles tulebki „appi“ ATP ehk adenosiintrifosfaat.

Uuringus osalenud TalTechi küberneetika instituudi süsteemibioloogia labori juhataja, professor Marko Vendelini ja artikli peaautori Jelena Branovetsi sõnul on ATP näol tegemist universaalse energia talletaja ja ülekandjaga, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis ning mida toodetakse nn raku jõujaamadeks olevates mitokondrites.  Südametööle aitab omakorda kaasa ka kreatiinkinaasi süsteem, mis töötab pidevalt ja väga dünaamiliselt – selle keskne ülesanne ei ole niivõrd energia ladestamine, vaid energia kiire ja pidev ülekandmine tootmiskohtadest (mitokondritest) otse sinna, kus energiat parasjagu vaja on. “Eelkõige kontraktiilsete valkude lähedusse,” täpsustab Vendelin. Südame puhul on see pidev energiavool tema sõnul kriitiline, mitte lihtsalt üks harv „pingutuse hetk“.

 „Kreatiinkinaasi töö oleneb tema substraadi saadavusest ehk kreatiinist,“ rõhutab Branovets, kelle sõnul sünteesib seda kas keha või omandatakse see toidust.

Loodud on ka erinevaid loommudeleid, kellel on kas kreatiinipuudulikkus või kes ei suuda ise kreatiini toota. „Üks sellistest mudelitest on AGAT KO hiir,“ avaldab Vendelin.

Koostöös Norra teadlastega uuritigi kaltsiumisignaale kreatiinipuudulikes ja normaalsetes hiirtes, et selgitada, kuidas tulevad kreatiinipuudulikud südamelihasrakud toime kaltsiumiga, mis on südamelihase kokkutõmbe peamine regulaator. Samuti uuriti seda, kas kreatiinipuudulikkusel on ühiseid tunnuseid südamepuudulikkusega. „Südamepuudulikkuse puhul on kaltsiumisignaalid tavalisest nõrgemad,“ rõhutab Vendelin. 

Üllataval kombel näitasid AGAT KO hiirte südamelihasrakud aga hoopis suuremaid kaltsiumisignaale, mis ei käi kuidagi kokku südamepuudulikkusega. Kaltsiumisignaalid AGAT KO hiirte südamelihasrakkudes olid suuremad, sest selgus, et neil oli „hoiustatud“ rohkem kaltsiumi.

„Need leiud näitavad, et kreatiini puudumine kogu elu jooksul ei põhjusta südamepuudulikkust, sest viimase puhul on kaltsiumisignaalid nõrgemad kui tervetes südametes,“ võtab Vendelin uuringu tulemused kokku.

Ühtlasi paljastasid need avastused mõndagi ootamatut südamelihasrakkude töö kohta. „Seni eeldasid teadlased, et energiasüsteemi häirimisel mõjutatakse peamiselt otseselt energiat tarbivaid protsesse. Kuid uuring näitas üllatuslikult, et protsessid, mis otseselt ei tarbi energiat – nt kaltsiumi vabastamine iga südamelöögi ajal – on mõjutatud rohkem kui protsessid, mis otseselt tarbivad energiat,“ selgitab Vendelin.

See tähendab tema sõnul, et energiaprobleemid võivad esile kutsuda palju laiemaid kohandusi südamelihasrakkudes, kui oleks osatud arvata. „See avastus võib aidata teadlastel arendada uusi südameravi meetodeid ja paremini mõista, kuidas rakud end ümber korraldavad, kui nende energiasüsteem on häiritud.“

Vendelini sõnul on see leid oluline ka inimeste jaoks, kes põevad kreatiinipuudulikkuse sündroomi (creatine deficiency syndrome ehk CDS), mis on haruldane, kuid tõsine haigus, põhjustades arengupeetust, krampe ja õpiraskusi. Arvatakse, et haigust esineb tegelikult sagedamini, kui praegu diagnoositakse, kuid kui see avastatakse varakult, võivad toitumise muutused märkimisväärselt parandada enamiku patsientide elukvaliteeti.

Kuigi süda ei ole Vendelini sõnul CDS-i patsientide peamine murekoht, viitavad käesolevad leiud, et kreatiinipuudulikkus põhjustab oodatust keerukamaid rakulisi kohanemisi, millel võib olla laiem mõju sellele, kuidas haigus mõjutab erinevaid organeid.