From mitochondrial dynamics to arrhythmias.
From mitochondrial dynamics to arrhythmias.
复制标题
DOI：
10.1016/j.biocel.2009.02.016
复制
发表时间：
2009-10
影响因子：
4
通讯作者：
O'Rourke, B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aon, M. A.;Cortassa, S.;Akar, F. G.;Brown, D. A.;Zhou, L.;O'Rourke, B.
关键词：
在心肌细胞中描述的依赖ROS的线粒体振荡器在生理条件下或在对代谢和氧化应激的反应中至少表现出两种功能模式。这两种模式都取决于线粒体的网络行为。在生理条件下，心肌线粒体表现为一个具有广泛频率范围的耦合振荡器网络。ROS在正常情况下与线粒体弱耦合，但在氧化应激下，当线粒体网络达到临界值时，ROS成为强耦合信使。当ROS的阈值被克服，一定密度的线粒体形成跨越整个细胞的簇时，线粒体就达到了临界点。在这些条件下，最轻微的扰动就会触发整个细胞线粒体膜电位ΔΨm的崩溃，表现为遍及整个细胞的去极化波，随后是整个细胞ΔΨm、NADH、ROS和GSH的同步振荡。这种动态行为从线粒体到细胞，通过驱动细胞的兴奋性和整个心脏进入灾难性的心律失常。临界状态下ΔΨm的网络崩溃导致：i)能量衰竭，ii)动作电位(AP)的时间和区域改变，iii)心肌传导受损区域的发展，最终，iv)致死性室性心律失常。
The ROS-dependent mitochondrial oscillator described in cardiac cells exhibits at least two modes of function under physiological conditions or in response to metabolic and oxidative stress. Both modes depend upon network behavior of mitochondria. Under physiological conditions cardiac mitochondria behave as a network of coupled oscillators with a broad range of frequencies. ROS weakly couples mitochondria under normal conditions but becomes a strong coupling messenger when, under oxidative stress, the mitochondrial network attains criticality. Mitochondrial criticality is achieved when a threshold of ROS is overcome and a certain density of mitochondria forms a cluster that spans the whole cell. Under these conditions, the slightest perturbation triggers a cell wide collapse of the mitochondrial membrane potential, ΔΨm, visualized as a depolarization wave throughout the cell which is followed by whole cell synchronized oscillations in ΔΨm, NADH, ROS, and GSH. This dynamic behavior scales from the mitochondrion to the cell by driving cellular excitability and the whole heart into catastrophic arrhythmias. A network collapse of ΔΨm under criticality leads to: i) energetic failure, ii) temporal and regional alterations in action potential (AP), iii) development of zones of impaired conduction in the myocardium, and, ultimately, iv) a fatal ventricular arrhythmia.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1042/bss0660167
发表时间：
1999-01-01
期刊：
MITOCHONDRIA AND CELL DEATH
影响因子：
--
作者：
Crompton, M;Virji, S;Ward, JM
通讯作者：
Ward, JM
DOI：
10.1073/pnas.0307156101
发表时间：
2004-03-30
影响因子：
11.1
作者：
Aon, MA;Cortassa, S;O'Rourke, B
通讯作者：
O'Rourke, B
DOI：
10.1073/pnas.95.2.510
发表时间：
1998-01-20
影响因子：
11.1
作者：
Lucas, DT;Szweda, LI
通讯作者：
Szweda, LI
影响因子：
4.8
作者：
Aon, Miguel A.;Cortassa, Sonia;O'Rourke, Brian
通讯作者：
O'Rourke, Brian
影响因子：
3.4
作者：
Brady, NR;Elmore, SP;Westerhoff, HV
通讯作者：
Westerhoff, HV