Jedną z tajemnic ludzkiego serca jest jego złożony układ nerwowy – zwany często „mini-mózgiem”. Naukowcy od lat wiedzą, że układ ten odgrywa rolę w funkcjonowaniu serca, a w szczególności pomaga kontrolować jego rytm. Jednak wiedzieli o nim zadziwiająco mało.
WIDEO…
Niedawne badanie na myszach, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Cell”, rzuca nowe, fascynujące światło na wewnętrzny układ nerwowy serca (ICNS). To złożona sieć około 40 tys. neuronów osadzonych w tkance tłuszczowej otaczającej serce. Ten mini-mózg jest nam niezbędny do życia. Dalsze badania nad nim mogą pomóc w opracowaniu nowych terapii kardiologicznych.
Specyficzne rodzaje neuronów
Wcześniej sądzono, że ICNS pełni głównie funkcję stacji przekaźnikowej dla autonomicznego układu nerwowego. Obejmuje on całe ciało i obsługuje podświadome procesy, takie jak bicie serca i oddychanie. Autonomiczny układ nerwowy jest kontrolowany głównie przez mózg i rdzeń kręgowy. Jednak nowe badanie wykazało, że ICNS robi znacznie więcej niż tylko przekazuje sygnały z mózgu: aktywnie reguluje pracę serca za pomocą dwóch różnych populacji neuronów, które wykonują różne zadania.
Neurony Npy+ utrzymują prawidłową pracę serca w codziennych warunkach – kontrolują tętno, podstawową pracę serca i przepływ krwi wieńcowej. Druga grupa, neurony Ddah1+, są niezbędne dla stabilnej pracy serca. Chronią je przed arytmiami podczas intensywnego stresu fizycznego lub emocjonalnego. – Bez tych lokalnych obwodów neuronalnych serce nie jest w stanie odpowiednio dostosować się do zmieniających się wymagań fizjologicznych – mówi współautor badania dr Rui Chang z Uniwersytetu Yale.
Jak mini-mózg steruje sercem
Neurony w obrębie ICNS mogą komunikować się między sobą oraz z ośrodkowym układem nerwowym. Sercowy mini-mózg jest w stanie stale dostosowywać aktywność mechaniczną i elektryczną serca do zmieniających się warunków – na przykład przyspieszać tętno, gdy mózg wykryje, że należy zachować szczególną czujność. – Jak wtedy, gdy goni cię tygrys – wyjaśnia obrazowo prof. Deepak L. Bhatt z Icahn School of Medicine.
Ale ICNS nie tylko przyjmuje polecenia z innych układów. – Te sygnały przepływają w dwóch kierunkach. Mózg i serce nieustannie komunikują się ze sobą – mówi dr Majid Basit z Memorial Hermann Health System. ICNS zbiera informacje z mózgu i ciała, a następnie dokonuje własnych korekt, niezależnych od ośrodkowego układu nerwowego. Pozwala to sercu na szybszą adaptację.
Układ nerwowy serca pomaga utrzymać odpowiedni przepływ krwi w reakcji na czynniki takie jak wysiłek fizyczny, emocje, a nawet zmiany postawy. Wykazano również, że reguluje on zdolność serca do zwiększania siły skurczu. Pomaga również sercu rozluźnić się po skurczu i koordynuje rytm jego pracy.
Nowe terapie kardiologiczne
Zrozumienie działania tego mini-mózgu może doprowadzić do opracowania nowych interwencji terapeutycznych. – Celem jest opracowanie terapii, które mogłyby selektywnie modulować określone obwody neuronalne, a nie wpływać na pracę całego autonomicznego układu nerwowego – mówi dr Chang. Pomogłoby to lekarzom w bezpośrednim i precyzyjnym leczeniu problemów kardiologicznych – takich jak zaburzenia rytmu spowodowane migotaniem przedsionków, niewydolnością serca czy zawałem.
Obecne metody leczenia chorób serca zazwyczaj oddziałują na mięsień sercowy, naczynia krwionośne lub układ bodźcoprzewodzący. Stosowanie ich może powodować niepożądane skutki uboczne, takie jak upośledzenie czynności nerek, krwawienia, zawroty głowy, zmęczenie i inne uciążliwe objawy.
– Nasze badania wskazują na możliwość selektywnej modulacji neuronów zaangażowanych w określoną funkcję serca. Nie wpływamy wówczas na pracę innych komórek – mówi dr Chang. Może to obejmować stymulację elektryczną określonych szlaków nerwowych lub leki działające na ściśle określone neurony.
Inną obecnie badaną możliwością jest zastosowanie skoncentrowanych ultradźwięków o niskiej intensywności, które, jak zauważa dr Chang, można by połączyć ze specyficznymi lekami modulującymi działanie neuronów. Także stymulacja nerwu błędnego – łączącego mózg z różnymi narządami wewnętrznymi, w tym z sercem – może być pomocna w niektórych przypadkach. W przyszłości możliwe będzie opracowanie terapii genowych, które wpływałyby na określone typy komórek nerwowych w obrębie ICNS.
Źródło: National Geographic
