een nieuwe studie geeft inzicht in de complexe synchronisatie van twee cellulaire klokken die helpen de menselijke hartslag te reguleren, en wijst op nieuwe potentiële therapeutische mechanismen voor hartritmestoornissen die de implantatie van kunstmatige pacemakers vereisen.de bevindingen van een team onder leiding van Dr.Edward Lakatta, hoofd van het Nia IRP ‘ s Laboratory of Cardiovascular Science, werden gepubliceerd in het juni 12 nummer van Science Signaling.,
ons hart oefent altijd, zelfs als ons lichaam in rust is, en pompt automatisch harder en sneller tijdens inspannende activiteit. In een gezond hart produceert een gespecialiseerde groep cellen in de wand van het rechter atrium, de sinoatriale knoop (SA-knoop), spontaan elektrische impulsen die door het geleidingssysteem van het orgaan reizen om het regelmatig te laten samentrekken. Zo fungeert de SA-knoop als natuurlijke pacemaker van het lichaam, het instellen van het ritme van een normale beat.,
storingen in het elektrische signaalnetwerk van de SA-knoop kunnen leiden tot abnormale aandoeningen zoals sick sinus syndroom, een te langzame of onregelmatige hartslag, die meestal worden behandeld door het installeren van een kunstmatige, permanente pacemaker. SA knooppunt problemen komen vaker voor bij ouderen als geleidende netwerk littekens van het hartsysteem en degenereert met de leeftijd.,
het gebrek aan onderzoek met betrekking tot cardiale pacemaking met behulp van menselijke cellen heeft de ontwikkeling van een volgende generatie, apparaatvrije en kostenefficiëntere behandeling uitgesloten die de kunstmatige elektrische pacemaker-implantatie kan vervangen.
hoewel het meeste onderzoek op dit gebied dierlijke hartcellen heeft gebruikt, Gebruikte dit team menselijke sinoatriale nodale pacemaker cellen (SANC) van gedoneerd hartweefsel. Ze vonden dat een calcium (Ca 2+) klok was gekoppeld aan de elektrische producerende klok van de natuurlijke oppervlakte membraanmoleculen van het SANC (m klok).,
de onderzoekers toonden aan dat cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP)—een derivaat van adenosinetrifosfaat (ATP) belangrijk in intracellulaire signalering—de functie van M-en Ca2+ klokken versterkt door eiwitkinase a-gemedieerde fosforylering. Deze cAMP boost versnelt dan direct de snelheid van het tikken van de Ca2+ klok.,
het team toonde verder aan dat de stimulatie van bèta-adrenerge (Beta-AR)–receptoren—receptoren die belangrijk zijn voor de binding met adrenaline en epinefrine voor processen als spierontspanning en bronchiale dilatatie—een essentiële rol spelen in het hart pacemaking door het reguleren van de intracellulaire kampproductie. Beta-AR receptoren werden ook gevonden om de spontane elektrische impulsgeneratie van SANC te versnellen via het verbeteren van de koppeling tussen de Ca2+ en M klokken.,
de wetenschappers keken vervolgens naar andere SANC-monsters die een gestopt of gestopt hartslag nabootsten, en vonden dat door het verhogen van cAMP-concentraties met de Beta-AR stimulatie, ze de spontane ritmes en elektrische ladingen konden herstellen die nodig zijn om de normale hartslag te hervatten.
Dit werk onthult de complexe en sterk onderling afhankelijke mechanismen van de hartslag en toont belofte voor nieuwe cellulaire therapeutische doelen die op een dag alternatieven zouden kunnen bieden voor kunstmatige pacemaker behandeling bij mensen met hartritmestoornissen.