Ludzkie serce opiera się na złożonej sieci nerwów, aby działało je właściwie, ale wiele szczegółów na temat tych połączeń nerwowych pozostaje nieznanych. Teraz zespół naukowców zrobił znaczący krok w zrozumieniu tego systemu, badając danio pręgowane, małe ryby słodkowodne często stosowane w badaniach ze względu na jego podobieństwa do biologii człowieka. Ich badanie, opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, zapewnia nowy wgląd w sposób, w jaki nerwy te pomagają regulować bicie serca.
Dr Caghan Kizil i dr Konstantinos Ampatzis z Columbia University i Karolinska Institutet przeprowadzili szeroko zakrojone badanie tych nerwów serca. Korzystając z zaawansowanej analizy genetycznej, która bada DNA w celu zrozumienia, w jaki sposób komórki funkcjonują, oraz techniki rejestrowania elektrycznego, które mierzą aktywność sygnałów nerwowych w sercu, zidentyfikowali zaskakującą różnorodność komórek nerwowych w sercu, w tym niektóre, które działają podobnie jak rozrusznik serca Komórki, wyspecjalizowane komórki, które generują impulsy elektryczne w celu utrzymania stałego rytmu serca. „Nasze ustalenia ujawniają szeroki zakres rodzajów komórek nerwowych w sercu, bardziej niż wcześniej uważaliśmy, że istniały”, powiedział naukowcy. Ich badanie kwestionuje wcześniejsze przekonanie, że układ nerwowy serca jedynie przesyła sygnały i zamiast tego pokazuje, że aktywnie pomaga regulować bicie serca.
Naukowcy zidentyfikowali różne grupy komórek nerwowych, z których każda uwalnia różnych przekaźników chemicznych, takich jak acetylocholina, chemikalia spowalnia tętno; glutaminian, kluczowy neuroprzekaźnik do sygnalizacji nerwowej; GABA, która pomaga regulować aktywność układu nerwowego; serotonina, która wpływa na funkcje nastroju i ciała; i adrenalina, hormon, który zwiększa tętno podczas stresu. Sugeruje to, że nerwy serca robią coś więcej niż tylko przekazanie wiadomości z mózgu; Przetwarzają informacje lokalnie w celu dostosowania funkcji serca. „Różnorodność sygnałów nerwowych w sercu pokazuje, że komórki te są aktywnie zaangażowane w kontrolę serca, a nie tylko przekazywanie instrukcji” – wyjaśnił dr Kizil.
Ich zapisy elektryczne, które śledzą aktywność nerwu, aby zrozumieć, w jaki sposób sygnały kontrolują serce, wykazały, że niektóre z tych komórek nerwowych strzelają w rytmicznych seriach, podobnie jak komórki stymulatora w sercu, które ustala tętno. Sugeruje to, że nerwy serca nie tylko reagują na sygnały z mózgu, ale mogą pomóc w wygenerowaniu rytmu serca. Jest to podobne do innych sieci nerwowych, które są powiązanymi grupami neuronów, które koordynują ruch i regulują funkcje rytmiczne, takie jak oddychanie i chodzenie.
Odkrycia dr Kizil i dr. Ampatzisa są ważne poza danią pręgowaną. Ponieważ serca danio pręgowaną mają podobną strukturę i funkcjonowanie do ludzkich serc, to badanie może pomóc naukowcom zrozumieć, w jaki sposób nerwy ludzkiego serca przyczyniają się do regulacji serca. Może to prowadzić do nowych sposobów leczenia chorób serca związanych z dysfunkcją nerwów.
Badanie to pogłębia nasze zrozumienie, w jaki sposób układ nerwowy i serce oddziałują. Otwiera również drzwi do nowych podejść do leczenia chorób serca. Jak stwierdził dr Ampatzis: „Szczegółowa klasyfikacja komórek nerwowych serca, które tutaj przedstawiamy, będzie cennym zasobem do przyszłych badań dotyczących funkcji serca i chorób związanych z sercem”.
Referencje dziennika
Pedron A., Yilmaz E., z Beache L., Bhatarai P., Talaya Vidal I., Dai Yw. Oraz., Koutsogians K., Kiceil C., Ampacts K. „Dekodowanie molekularnych, komórkowych i heterogeniczności danio pręgowanego układu danio pręgowanego danio pręgowanego”. Nature Communications, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/S41467-024-54830-W
O autorach
Dr. Caghan Kizil jest neurobiologistą specjalizującą się w regeneracji mózgu i chorobach neurodegeneracyjnych. Obecnie oparte na Columbia University, jego badania koncentrują się na zrozumieniu, w jaki sposób mózg się naprawia i jak te mechanizmy można zastosować do ludzkich zaburzeń neurologicznych, takich jak Alzheimer. Wykorzystując danio pręgowany jako model, wniósł znaczący wkład w neuronauka regeneracyjną, badając, w jaki sposób komórki nerwowe regenerują się i działają w odpowiedzi na uszkodzenie.
Dr. Konstantinos ampatzis jest wiodącym badaczem neurobiologii w Karolinska Institute. Jego praca dotyczy zrozumienia, w jaki sposób układ nerwowy kontroluje ruch i funkcję serca. Poprzez zaawansowane techniki genetyczne i elektrofizjologiczne bada, w jaki sposób komórki nerwowe regulują funkcje motoryczne i procesy sercowo -naczyniowe. Jego badania dostarczyły cennego wglądu w rolę obwodów neuronowych w rytmie serca i zaburzeniach ruchu.
Razem, Dr Kizil I Dr Ampatzis są pionierskimi badaniami dotyczącymi misternego związku między układem nerwowym a funkcjami narządów nerwowych, otwierając nowe możliwości postępu medycznego.
