- Источник:
iStockphoto/AnnaStills
Сердце может работать и вне организма — для этого необходимо создать условия, при которых сердечная мышца будет получать кислород и питательные вещества, то есть пустить по его сосудам кровь. Этот орган настолько мощный, что за сутки производит такой объем энергии, который бы позволил электрокару проехать примерно 32 километра.
Ученые и по сей день продолжают изучать строение сердца, особенности его работы, и, несмотря на множество исследований, экспертам все равно удается постоянно совершать открытия. Недавно специалисты из США детально изучили, как работает «маленький мозг», который находится внутри органа.
Науке уже было известно, что в сердце есть собственная сеть нервных окончаний — внутренняя сердечная нервная система (ICNS — Intrinsic Cardiac Nervous System). Ее называют «маленьким мозгом», ведь она автономна от других органов и систем. Как именно она функционирует, оставалось загадкой. Эксперты из США постарались разобраться в этом вопросе.
Опыты проводили на мышах. Всех грызунов подвергли генетической модификации, а также заставили их нервы светиться изнутри, объединив для этого несколько методик — одноклеточную транскриптомику, генетическую маркировку, объемную визуализацию с высоким разрешением и нейромодуляцию отдельных клеток.
Так, например, нейромодуляцию отдельных клеток можно «включить» искусственно. Помогает в этом оптогенетика. С помощью генетически модифицированных вирусов и света можно активировать или подавлять конкретные нейроны, которые влияют на светочувствительные белки.
Оказалось, что «маленький сердечный мозг» необходим для нормального сердцебиения. Во всей внутренней сердечной нервной системе нервы делятся на две категории, которые ученые назвали нейронами Npy и нейронами Ddah1.
Стимуляция нейронов Npy замедляет работу сердца. Но когда ученые разрушили популяцию клеток, функция органа резко ухудшилась, что в конечном итоге привело к летальному исходу. Это говорит о том, что эти нервы жизненно важны для поддержания сердечного ритма.
«Интракардиальная нервная система не просто регулирует работу сердца, она необходима для его функционирования и выживания», — говорят авторы исследования.
С нервами Ddah1 ситуация была не столь однозначной. Ни стимуляция, ни разрушение не оказывали существенного влияния на состояние мышей.
Однако ученые отследили интересный момент: когда они подвергали мышей стрессу, связанному с ограничением подвижности, эти клетки внезапно активировались, чтобы защитить сердце. Без них сильный стресс приводил к фатальной электрической нестабильности сердца и внезапной остановке.
«Белки Ddah1+ необходимы для поддержания стабильности сердца в условиях экстремального физиологического или психологического стресса», — говорят эксперты.
Получается, сердечный мини-мозг помогает органу адаптироваться к сильному стрессу, а также не позволяет нарушать правильный ритм. Если его работа даст сбой, это может спровоцировать серьезные заболевания сердца, такие как как фибрилляция предсердий, сердечная недостаточность, или стать причиной внезапной остановки. Ученые продолжат свои исследования, чтобы еще больше узнать о работе сердечно-сосудистой системы, а также разработать новые методы лечения различных заболеваний.