DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2024.13334
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39301641
تاريخ النشر: 2024-09-19
المؤلف: Yiming Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: فيتامين C وأبحاث مضادات الأكسدة
نظرة عامة
تؤكد المراجعة على الدور الحاسم للنحاس كعنصر تتبع أساسي لصحة القلب والأوعية الدموية، مشددة على مشاركته في عمليات فسيولوجية متنوعة، بما في ذلك الأيض، والامتصاص، والنقل، والإخراج. وتبرز أن كل من زيادة النحاس ونقصه يمكن أن يؤديان إلى مشاكل صحية كبيرة، وخاصة الأمراض القلبية الوعائية، من خلال آليات مثل الإجهاد التأكسدي والخلل الوظيفي الميتوكوندري. تناقش الورقة الدور المزدوج لأيونات النحاس في العمليات الخلوية والعلاقة المعقدة بين مستويات النحاس وتطور الأمراض القلبية الوعائية، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح هذه الارتباطات.
بالإضافة إلى ذلك، تستكشف المراجعة استراتيجيات علاجية لإدارة اختلالات النحاس، بما في ذلك استخدام خافضات النحاس وحاملات الأيونات، مع الاعتراف بحدودها والسموم المحتملة. تدعو إلى فهم أكثر دقة للأدوار الفسيولوجية والمرضية للنحاس، خاصة فيما يتعلق بالمتطلبات الخاصة بالأعضاء وتطوير أنظمة توصيل الأدوية المستهدفة. يتم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية، مع التركيز على تحسين تنظيم النحاس ومعالجة التحديات المرتبطة بموت الخلايا الناجم عن النحاس، مما قد يؤدي إلى علاجات مبتكرة للحالات القلبية الوعائية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على العبء الصحي العالمي الكبير الذي تسببه الأمراض القلبية الوعائية (CVDs)، والتي تمثل 31% من الوفيات في جميع أنحاء العالم، على الرغم من التدخلات العلاجية المختلفة. تؤكد الورقة على الفهم المحدود للآليات وعوامل الخطر التي تسهم في الأمراض القلبية الوعائية، خاصة الاهتمام المتزايد بدور العناصر النادرة، وبشكل خاص النحاس. النحاس، المستمد من المصادر الغذائية، يوجد في شكلين أيونيين—Cu\(^+\) (نحاس أحادي) وCu\(^{2+}\) (نحاس ثنائي)—وهو ضروري لعمليات فسيولوجية متنوعة، بما في ذلك الأيض الطاقي والنشاط المضاد للأكسدة. يمكن أن يؤدي عدم تنظيم مستويات النحاس إلى سمية خلوية، وإجهاد تأكسدي، ويساهم في نشوء حالات مثل تصلب الشرايين واضطرابات النظم.
تهدف المراجعة إلى استكشاف الآليات التي تؤثر بها أيونات النحاس على صحة القلب والأوعية الدموية، وتقييم تأثير الشذوذات في أيونات النحاس على الأمراض القلبية الوعائية، وتقييم استراتيجيات علاجية محتملة، بما في ذلك استخدام عوامل خفض النحاس وحاملات الأيونات. يحدد المؤلفون معايير الإدراج والاستبعاد المحددة للأدبيات التي تمت مراجعتها، مما يضمن موثوقية وملاءمة النتائج المقدمة. يسعى هذا العمل إلى تقديم رؤى جديدة حول إدارة الأمراض القلبية الوعائية من خلال تنظيم مستويات النحاس، مما يفتح آفاقًا للبحث المستقبلي.
نقاش
تسلط قسم النقاش في الورقة البحثية الضوء على الأدوار الحاسمة للنحاس في عمليات فسيولوجية متنوعة وتأثيره المزدوج على صحة القلب والأوعية الدموية، مشددًا على كل من زيادة النحاس ونقصه. النحاس ضروري لوظائف مثل التنفس، وتكوين الأنسجة الضامة، وتنظيم الإنزيمات، خاصة في الأنسجة القلبية. توضح الورقة الآليات التي يتم من خلالها الحفاظ على توازن النحاس، بشكل أساسي من خلال بروتينات النقل مثل ATP7A وATP7B، وتفصل كيف يمكن أن تؤدي الاضطرابات في هذه المسارات إلى سمية النحاس، والتي ترتبط بأمراض القلب والأوعية الدموية مثل نقص تروية عضلة القلب، وفشل القلب، واضطرابات النظم. تؤدي زيادة النحاس إلى إجهاد تأكسدي، وت disrupts lipid metabolism، وتعزز الالتهاب، مما يساهم في تصلب الشرايين وغيرها من الأمراض القلبية.
من ناحية أخرى، فإن نقص النحاس أيضًا ضار، مما يؤدي إلى خلل وظيفي ميتوكوندري، واضطراب في الأيض الطاقي، وزيادة الإجهاد التأكسدي، مما يمكن أن يؤدي إلى تفاقم حالات مثل إصابة عضلة القلب وارتفاع ضغط الدم. تشير الورقة إلى المسوحات الغذائية التي تشير إلى انتشار نقص النحاس في السكان الغربيين، مما يربط بين انخفاض تناول النحاس ومجموعة متنوعة من الاضطرابات القلبية والعصبية. تشمل الأساليب العلاجية لمعالجة اختلالات أيض النحاس استخدام خافضات النحاس وعوامل أخرى لإدارة مستويات النحاس، على الرغم من أن تعقيدات التباين الفردي في أيض النحاس تشكل تحديات لفعالية العلاج. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية الحفاظ على توازن النحاس لصحة القلب والأوعية الدموية وتقترح أن كل من الزيادة والنقص يمكن أن يكون لهما آثار خطيرة على وظيفة القلب.
DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2024.13334
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39301641
Publication Date: 2024-09-19
Author(s): Yiming Wang et al.
Primary Topic: Vitamin C and Antioxidants Research
Overview
The review emphasizes the critical role of copper as a trace element essential for cardiovascular health, highlighting its involvement in various physiological processes, including metabolism, absorption, transport, and excretion. It underscores that both copper excess and deficiency can lead to significant health issues, particularly cardiovascular diseases, through mechanisms such as oxidative stress and mitochondrial dysfunction. The paper discusses the dual role of copper ions in cellular processes and the complex relationship between copper levels and cardiovascular disease development, indicating the need for further research to clarify these associations.
Additionally, the review explores therapeutic strategies for managing copper imbalances, including the use of copper chelators and ion carriers, while acknowledging their limitations and potential toxicities. It calls for a more nuanced understanding of copper’s physiological and pathophysiological roles, particularly regarding organ-specific requirements and the development of targeted drug delivery systems. Future research directions are proposed, focusing on optimizing copper regulation and addressing the challenges associated with copper-induced cell death, which could lead to innovative treatments for cardiovascular conditions.
Introduction
The introduction highlights the significant global health burden posed by cardiovascular diseases (CVDs), which account for 31% of worldwide deaths, despite various therapeutic interventions. The paper emphasizes the limited understanding of the mechanisms and risk factors contributing to CVDs, particularly the emerging interest in the role of trace elements, specifically copper. Copper, obtained from dietary sources, exists in two ionic forms—Cu\(^+\) (cuprous) and Cu\(^{2+}\) (cupric)—and is essential for various physiological processes, including energy metabolism and antioxidant activity. Dysregulation of copper levels can lead to cellular toxicity, oxidative stress, and contribute to the pathogenesis of conditions such as atherosclerosis and arrhythmias.
The review aims to explore the mechanisms by which copper ions influence cardiovascular health, assess the impact of copper ion abnormalities on CVDs, and evaluate potential therapeutic strategies, including the use of copper chelating agents and ion carriers. The authors outline specific inclusion and exclusion criteria for the literature reviewed, ensuring the reliability and relevance of the findings presented. This work seeks to provide new insights into the management of cardiovascular diseases through the regulation of copper levels, thereby opening avenues for future research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical roles of copper in various physiological processes and its dual impact on cardiovascular health, emphasizing both copper excess and deficiency. Copper is essential for functions such as respiration, connective tissue formation, and enzyme regulation, particularly in cardiac tissues. The paper outlines the mechanisms by which copper homeostasis is maintained, primarily through transport proteins like ATP7A and ATP7B, and details how disruptions in these pathways can lead to copper toxicity, which is linked to cardiovascular diseases such as myocardial ischemia, heart failure, and arrhythmias. Excess copper induces oxidative stress, disrupts lipid metabolism, and promotes inflammation, contributing to atherosclerosis and other cardiac pathologies.
Conversely, copper deficiency is also detrimental, leading to mitochondrial dysfunction, impaired energy metabolism, and increased oxidative stress, which can exacerbate conditions like myocardial injury and hypertension. The paper cites nutritional surveys indicating widespread copper deficiency in Western populations, correlating low copper intake with various cardiovascular and neurological disorders. Therapeutic approaches to address copper metabolism abnormalities include the use of copper chelators and other agents to manage copper levels, although the complexities of individual variability in copper metabolism pose challenges for treatment efficacy. Overall, the findings underscore the importance of maintaining copper homeostasis for cardiovascular health and suggest that both excess and deficiency can have severe implications for heart function.