- Докато кожата, костите и другите тъкани в човешкото тяло могат да се възстановят след нараняване, на сърцето липсва тази способност.
- Използвайки модел на мишка, изследователи от Медицинския център на университета в Питсбърг изследваха как сърдечните клетки комуникират, включвайки клетъчни сигнали.
- Те открили, че броят на комуникационните пътища намалява, когато сърдечните клетки узряват при мишки. Този процес може да се е развил, за да предпази сърцето от стрес, но в същото време може да попречи на сърцето да има способността да се регенерира.
Сърдечните клетки бързо се делят по време на ембрионалното и феталното развитие, за да образуват сърдечна тъкан и миокард. Но когато сърдечните клетки узреят в зряла възраст, те достигат крайно състояние, в което вече не могат да се делят.
Ново лабораторно изследване, публикувано в
Изследователите откриха, че успокояването на комуникацията между сърдечните клетки и тяхната среда предпазва сърцето от вредни сигнали, свързани със стрес като високо кръвно налягане. Но в същото време това успокояване може също така да попречи на сърдечните клетки да получават сигнали, които биха могли да насърчат регенерацията.
Изследователите са изследвали внимателно ядрените пори на миши сърдечни клетки (кардиомиоцити).
Ядрото е заобиколено от ядрена обвивка, непропусклив защитен слой и е покрито с малки пори, които позволяват на информацията да преминава през него.
Проучването включваше микроскопия със супер разделителна способност, вид биомедицинско изображение, за изследване и преброяване на броя на ядрените пори.
Изследователите открили, че с узряването на клетките броят на порите намалява. Те са намалели с 63% по време на развитието, от средно 1856 в клетките на плода до 1040 в клетките на бебета до само 678 в клетките на възрастни.
Това откритие е важно, тъй като броят на ядрените пори контролира количеството информация в ядрото. Изследователите отбелязват, че когато сърдечните клетки узряват и ядрените пори намаляват, по-малко информация влиза вътре.
В предишни изследвания изследователският екип установи, че генът, наречен Ламин b2 беше замесен. Този ген, важен за регенерацията на кардиомиоцитите, е силно експресиран при новородени мишки, но намалява с възрастта.
В това проучване мишките са проектирани да експресират по-малко ядрени пори. Тези мишки са имали по-добра сърдечна функция и оцеляване от мишки с повече ядрени пори.
В отговор на стрес, като високо кръвно налягане, сърдечните клетки получават сигнали в своето ядро, които променят генните пътища, което води до структурни промени в сърцето. Това ремоделиране е основна причина за сърдечна недостатъчност.
Констатациите в това изследване могат да помогнат да се обясни как ядрените пори допринасят за процеса на ремоделиране.
Медицински новини днес интервюира водещия автор д-р Бернхард Кюн, доцент по педиатрия и директор на Педиатричния институт за сърдечна регенерация и терапия в Медицинското училище Пит и Детската болница UPMC в Питсбърг.
Д-р Кюн обясни основните констатации от това изследване на MNT:
„Документът показва как клетките на сърдечния мускул на бозайниците, когато достигнат зряла възраст, постепенно намаляват броя на пътищата, по които комуникират с околната среда. Въпреки че това ги предпазва от вредни сигнали, като стрес, това си има цена, тъй като намаленият брой комуникационни пътища също ограничава полезните сигнали, например сигналите за саморегенериране.
Като такава, тази статия дава обяснение защо сърцата на възрастните не се регенерират, но новородените мишки и човешките сърца го правят.
Д-р Kühn подчертава, че „въпреки че документът показва значение в миши модел на хипертония, не е дадена пряка индикация за подобряване на живота на пациенти с високо кръвно налягане. Ядрените пори са много големи протеинови комплекси и те са много, много трудни за терапевтично насочване с наличните в момента лекарства.
Д-р Кюн каза, че докато са необходими допълнителни изследвания, новото изследване предоставя „фундаментална представа, че реакцията на стрес и регенеративната реакция в сърцето са свързани“.
„Това поставя основата за бъдещи изследвания, които ще бъдат насочени към разединяването на тези механизми“, добави той. „Как можем да накараме човешкото сърце да се регенерира, без да увеличим податливостта му към стрес?“
Лабораторни изследвания от такова естество могат да доведат до транслационни изследвания, които в крайна сметка могат да бъдат от полза за пациентите.
MNT също говори с д-р Роналд Грифка, сертифициран педиатричен кардиолог и главен медицински директор в Университета на Мичиган Здраве-Запад, който не участва в това изследване.
“[As] медицинските изследвания стават все по-сложни, ние научаваме все повече и повече за взаимозависимостта между различните органи и как те си влияят един на друг. Много взаимодействия имат положителен отговор; понякога има отрицателен отговор. Как околната среда взаимодейства с нашето тяло генерира много интересни изследвания. каза д-р Грифка.
„Стресът може да засегне много части на тялото и взаимодействията могат да бъдат много сложни“, обясни Грифка. „Разбирането на това как стресът взаимодейства с различни органи и какво променя нашите реакции може да бъде полезно при вземането на решение дали е необходимо лечение и ако е така, кое лечение е най-ефективно.“
„В това проучване е важно да се описва как сърдечните клетки взаимодействат с околната среда, контролирането на стреса и високото кръвно налягане, въпреки че ще са необходими повече изследвания, за да се определи колко регенерация може да бъде компрометирана.
– д-р Роналд Грифка
Нанси Мичъл, регистрирана медицинска сестра и писател в Assisted Living, подчерта пред MNT че констатациите от лабораторните изследвания отнемат много време, преди да могат да бъдат приложени директно върху пациентите.
На въпроса дали лабораторните изследвания могат да доведат до разработването на нови лекарства, Мичъл каза, че „може да отнеме до две десетилетия, докато сърдечно-съдовите лечения стигнат до [patient’s] легло.Това е така, защото повечето от тези изследвания са започнали като изпитвания върху животни. След това те трябва да преминат тестове върху хора, което не е задача от две стъпки. Проучванията върху здравето на сърцето при хора често включват активни изследвания с внимателно подбрани демографски данни на населението.
„Много проучвания обхващат няколко години, за да дадат ценни резултати, особено при заболявания, свързани със сърцето“, добави тя. „Може да бъде сложно, тъй като сърдечно-съдовите заболявания като хипертонията са склонни да имат множество основни фактори, които могат да повлияят на прогресирането на заболяването с течение на времето.“
И накрая, д-р Grifka отбеляза, че „този тип транслационно изследване често изисква няколко години проучвания и внимателно проследяване, преди да достигне широко клинично приложение.“
Прочетете цялата статия тук