Profesor Crystal M. Ripplinger (kiri) dan Sarjana Pasca-Doktoral Jessica L. Caldwell (kanan), Departemen Farmakologi Fakultas Kedokteran UC Davis. Kredit: UC Davis
Sebuah studi baru yang diterbitkan di Science Advances menunjukkan jantung wanita dan pria merespons secara berbeda terhadap hormon stres noradrenalin. Studi pada tikus mungkin berimplikasi pada gangguan jantung manusia seperti aritmia dan gagal jantung dan bagaimana jenis kelamin yang berbeda merespons pengobatan.
Tim membangun jenis baru sistem pencitraan fluoresensi yang memungkinkan mereka menggunakan cahaya untuk melihat bagaimana jantung tikus merespons hormon dan neurotransmiter secara real time. Tikus-tikus itu terpapar noradrenalin, juga dikenal sebagai norepinefrin. Noradrenalin adalah neurotransmitter dan hormon yang terkait dengan respons “lawan atau lari” tubuh.
Hasilnya mengungkapkan bahwa jantung tikus jantan dan betina merespons secara seragam pada awalnya setelah terpapar noradrenalin. Namun, beberapa bagian jantung wanita kembali normal lebih cepat daripada jantung pria, yang menghasilkan perbedaan aktivitas listrik jantung.
“Perbedaan aktivitas listrik yang kami amati disebut repolarisasi pada jantung wanita. Repolarisasi mengacu pada bagaimana jantung mengatur ulang antara setiap detak jantung dan terkait erat dengan beberapa jenis aritmia,” kata Jessica L. Caldwell, penulis pertama studi tersebut. Caldwell adalah sarjana pascadoktoral di Departemen Farmakologi Fakultas Kedokteran UC Davis.
“Kita tahu bahwa ada perbedaan jenis kelamin dalam risiko jenis aritmia tertentu. Studi ini mengungkapkan faktor baru yang dapat menyebabkan perbedaan kerentanan aritmia antara pria dan wanita,” kata Caldwell.
Penyakit jantung adalah penyebab utama kematian di AS
Penyakit jantung adalah penyebab utama kematian bagi pria dan wanita di Amerika Serikat. Itu menyumbang sekitar 1 dari setiap 4 kematian pria dan 1 dari setiap 5 kematian wanita pada tahun 2020. Meskipun berdampak pada kedua jenis kelamin, penelitian kardiologi sebagian besar dilakukan pada subjek pria.
Dalam studi ini, para peneliti tertarik untuk melihat faktor-faktor yang dapat menyebabkan aritmia. Aritmia adalah jenis gangguan jantung di mana impuls listrik yang mengontrol detak jantung tidak berfungsi dengan baik. Mereka mempengaruhi suatu tempat antara 1,5% sampai 5% dari populasi.
Metode
Sistem pencitraan baru menggunakan tikus, yang disebut tikus CAMPER, yang telah dimodifikasi secara genetik untuk memancarkan cahaya selama reaksi kimia yang sangat spesifik di jantung—pengikatan cAMP.
Molekul cAMP (singkatan dari cyclic adenosine 3′,5;-monophosphate) adalah pembawa pesan perantara yang mengubah sinyal dari hormon dan neurotransmiter, termasuk noradrenalin, menjadi aksi dari sel jantung.
Sinyal cahaya dari mouse CAMPER ditransmisikan oleh biosensor yang menggunakan transfer energi resonansi fluoresensi (FRET). Sinyal FRET ini dapat diambil dengan kecepatan tinggi dan resolusi tinggi oleh sistem pencitraan baru yang dirancang khusus untuk jantung. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk merekam reaksi jantung terhadap noradrenalin secara real time, bersamaan dengan perubahan aktivitas listrik.
Pendekatan pencitraan baru ini mengungkapkan perbedaan pemecahan cAMP pada tikus betina dan jantan dan perbedaan yang terkait dalam aktivitas listrik.
Setelah terpapar noradrenalin, cAMP (cyclic adenosine 3′,5;-monophosphate) di jantung meningkat. Namun, bagian bawah jantung—puncak—kembali normal lebih cepat pada wanita daripada pria. Temuan ini mungkin berimplikasi pada gangguan jantung seperti aritmia. Kredit: UC Davis
Termasuk tikus betina mengarah pada penemuan
Para peneliti tidak merencanakan untuk mempelajari respons berdasarkan jenis kelamin, menurut Crystal M. Ripplenger, penulis senior studi tersebut. Tetapi para peneliti mulai melihat pola reaksi yang berbeda, yang membuat mereka menyadari bahwa perbedaan itu berdasarkan jenis kelamin.
Ripplenger, seorang insinyur listrik dan biomedis, adalah seorang profesor di Departemen Farmakologi.
Ketika dia memulai labnya di Fakultas Kedokteran UC Davis lebih dari satu dekade yang lalu, dia secara eksklusif menggunakan hewan jantan. Itu adalah norma untuk sebagian besar penelitian pada saat itu. Tetapi beberapa tahun yang lalu, dia mulai memasukkan hewan jantan dan betina ke dalam studinya.
“Terkadang data antara kedua jenis kelamin sama. Namun jika data mulai menunjukkan variasi, hal pertama yang kami lakukan adalah melihat perbedaan jenis kelamin. Menggunakan tikus jantan dan betina telah mengungkapkan petunjuk tentang perbedaan yang tidak akan pernah kami duga. Para peneliti menyadari bahwa Anda tidak dapat mengekstrapolasi kedua jenis kelamin hanya dengan mempelajari satu jenis kelamin,” kata Ripplenger.
Dia mencatat bahwa dengan penelitian saat ini, tidak jelas apa arti perbedaan cAMP dan aktivitas listrik.
“Respons pada tikus betina mungkin protektif—atau mungkin juga tidak. Tapi hanya dengan mendokumentasikan bahwa ada perbedaan terukur dalam respons terhadap hormon stres adalah hal yang signifikan. Kami berharap untuk belajar lebih banyak dalam penelitian selanjutnya,” kata Ripplenger.
Penulis tambahan dalam penelitian ini termasuk I-Ju (Eric) Lee, Lena Ngo, Lianguo Wang, Donald M. Bers, Manuel F. Navedo dan Julie Bossuyt dari UC Davis; Sherif Bahriz dari UC Davis dan Universitas Mansoura; Bing (Rita) Xu dan Yang K. Xiang dari UC Davis dan VA California Utara.
Informasi lebih lanjut: Jessica L. Caldwell et al, Pencitraan optik multiparametrik sepenuh hati mengungkapkan heterogenitas yang bergantung pada jenis kelamin dalam pensinyalan cAMP dan kinetika repolarisasi, Kemajuan Sains (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add5799
Kutipan: Jantung wanita dan pria merespons secara berbeda terhadap hormon stres dalam studi tikus (2023, 20 Januari) diambil 20 Januari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-01-female-male-hearts-differently-stress.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.