RESUMO
A physiological increase in cardiac workload results in adaptive cardiac remodeling, characterized by increased oxidative metabolism and improvements in cardiac performance. Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) has been identified as a critical regulator of physiological cardiac growth, but its precise role in cardiometabolic adaptations to physiological stress remains unresolved. Mitochondrial calcium (Ca2+) handling has been proposed to be required for sustaining key mitochondrial dehydrogenase activity and energy production during increased workload conditions, thus ensuring the adaptive cardiac response. We hypothesized that IGF-1 enhances mitochondrial energy production through a Ca2+-dependent mechanism to ensure adaptive cardiomyocyte growth. We found that stimulation with IGF-1 resulted in increased mitochondrial Ca2+ uptake in neonatal rat ventricular myocytes and human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes, estimated by fluorescence microscopy and indirectly by a reduction in the pyruvate dehydrogenase phosphorylation. We showed that IGF-1 modulated the expression of mitochondrial Ca2+ uniporter (MCU) complex subunits and increased the mitochondrial membrane potential; consistent with higher MCU-mediated Ca2+ transport. Finally, we showed that IGF-1 improved mitochondrial respiration through a mechanism dependent on MCU-mediated Ca2+ transport. In conclusion, IGF-1-induced mitochondrial Ca2+ uptake is required to boost oxidative metabolism during cardiomyocyte adaptive growth.
RESUMO
Históricamente, la apoptosis y la necrosis han sido consideradas como las dos formas fundamentales de muerte celular. Sin embargo, evidencias recientes sugieren que la muerte celular programada no está confinada sólo a la apoptosis sino que las células disponen de distintos mecanismos de autodestrucción, entre los que se cuenta la autofagia. Esta última se define como un proceso dinámico y programado que procede con el secuestro de proteínas citoplasmáticas y organelos enteros dentro de vacuolas de doble membrana, que se contactan y se fusionan con los lisosomas, formando los autolisosomas. Los elementos capturados en las vacuolas son degradados por proteasas lisosomales y removidos de la célula por exocitosis. La autofagia se describió inicialmente como un proceso fisiológico clave para la sobrevida celular en respuesta al estrés derivado de la privación de nutrientes. Además, la autofagia también se ha observado en algunas patologías cardiovasculares, especialmente aquellas asociadas a procesos de isquemia/reperfusión. En esta revisión se sintetiza el conocimiento actual de la autofagia, sus implicancias y proyecciones en el área cardiovascular.