کشف یک ریتم شبانه روزی در سلول های قلب
دانشمندان یک ریتم شبانه روزی در سلول‌های قلب کشف کرده‌اند که برخی عوامل از قبیل استرس و فعالیت طولانی بر عملکرد روزانه آن‌ها تاثیر می‌گذارد.
به گزارش مدیکال اکسپرس، یک مطالعه جدید نشان داده است که چگونه ریتم شبانه روزی در سلول‌های قلب به تغییر عملکرد قلب در طول روز کمک می‌کند و ممکن است توضیح دهد که چرا کارگران شیفت در برابر مشکلات قلبی آسیب پذیرتر هستند.
به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از باشگاه خبرنگاران؛ دانشمندان برای اولین بار ثابت کردند که سلول‌های قلب ریتم شبانه روزی خود را از طریق تغییرات روزانه در سطح یون‌های سدیم و پتاسیم در داخل سلول تنظیم می‌کنند. سطوح مختلف یون‌های سدیم و پتاسیم در داخل و خارج از سلول‌های قلب باعث ایجاد ضربه الکتریکی می‌شود که باعث انقباض آن‌ها و حرکت ضربان قلب می‌شود. تصور می‌شد که غلظت یون سلولی تقریبا ثابت است، اما دانشمندان اکنون دریافته‌اند که سلول‌های قلب در واقع سطح داخلی سدیم و پتاسیم خود را در طول روز و شب تغییر می‌دهند. این امر تقاضا‌های روزانه زندگی ما را پیش بینی می‌کند و به قلب این امکان را می‌دهد که هنگام فعالیت ما ضربان قلب را بهتر در خود جای داده و حفظ کند.
در حال حاضر مشخص است که ساعت‌های روزانه در سلول‌های قلب و سایر بافت‌ها وجود دارد. به طور معمول با سیگنال‌های هورمونی هماهنگ می‌شود که ریتم‌های داخلی روزانه ما را با چرخه روز/ شب هماهنگ می‌کند. ریتم‌های روزانه عملکرد قلب سال‌هاست که شناخته شده است و تصور می‌شود که ناشی از تحریک بیشتر سیستم عصبی در طول روز است. این مطالعه جدید که توسط شورای تحقیقات پزشکی و ابتکار AstraZeneca Blue Sky پشتیبانی می‌شود، نشان می‌دهد ریتم شبانه روزی درون هر سلول قلبی نیز می‌تواند بر ضربان قلب تاثیر بگذارد.
این تیم به سرپرستی دانشمندان آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی MRC در کمبریج انگلیس می‌گوید درک اینکه چگونه این تغییرات در سطوح یونی عملکرد قلب را در طول روز تغییر می‌دهد، ممکن است به توضیح اینکه چرا کارگران شیفت در برابر مشکلات قلبی آسیب پذیرتر هستند، کمک کند، زیرا ریتم‌های یونی که توسط ساعت در قلب هدایت می‌شوند با تحریک ساعت‌های مغزی هماهنگ نمی‌شوند. این درک جدید می‌تواند به درمان بهتر و اقدامات پیشگیرانه برای مبارزه با بیماری‌های قلبی منجر شود.
این مطالعه که در مجله Nature Communications منتشر شد، نشان داد این ریتم‌های روزانه در سدیم و پتاسیم باعث تغییر پروتئین‌های سلولی می‌شود، به این معنی که یون‌ها به معنای واقعی کلمه به منظور ایجاد فضا برای افزایش روزانه سطح پروتئین پمپ می‌شوند. الساندرا استانگرلین، نویسنده اصلی این مطالعه، متوجه شد میزان سدیم/پتاسیم در سلول‌های جدا شده و بافت قلب تا ۳۰ درصد تغییر می‌کند. این امر تغییرات چشمگیری دو برابر روزانه در فعالیت الکتریکی سلول‌های جدا شده قلب ایجاد می‌کند. در موش‌ها به نظر می‌رسد این امر به اندازه کنترل عصبی برای درک تغییرات روزانه ضربان قلب اهمیت دارد.
جان اونیل از آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی MRC که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: روش‌هایی که عملکرد قلب در طول ساعت تغییر می‌کند پیچیده‌تر از آن چیزی است که قبلا تصور می‌شد. گرادیان‌های یون که به قلب کمک می‌کند. نرخ در چرخه روزانه متفاوت است. این احتمالا به قلب کمک می‌کند تا با افزایش تقاضا در طول روز مقابله کند، هنگامی که تغییرات فعالیت و برون ده قلب بسیار بیشتر از شب است، زمانی که ما معمولا می‌خوابیم.
در حالی که این مطالعه با استفاده از سلول‌ها و موش‌ها در آزمایشگاه انجام شد، یافته‌های آن توسط یک مطالعه مرتبط اخیر توسط همکاران، به سرپرستی پروفسور دیوید بکتولد در دانشگاه منچستر پشتیبانی می‌شود. مطالعه آن‌ها نشان داد ریتم شبانه روزی ضربان قلب و فعالیت الکتریکی در موش و انسان به وضوح مشهود است و تغییرات ناگهانی در روال رفتاری یا الگو‌های خواب می‌تواند این ریتم‌های طبیعی قلب را مختل کند.
روی هم رفته این مطالعات نشان می‌دهد شیوه‌های زندگی که با ساعت طبیعی داخلی ما (مانند نوبت کاری) مخالف است، ممکن است باعث شود تا ریتم‌های شبانه روزی داخلی در سلول‌های قلب از رفتار‌های ما خارج شود به طوری که ساعت‌های قلبی دیگر نوسانات تقاضا را پیش بینی نکنند، برای اکثر افراد در روز بیشتر خواهد بود. آن‌ها پیشنهاد می‌کنند که این امر به افزایش خطر عوارض جانبی مانند آریتمی و مرگ ناگهانی قلبی کمک می‌کند، هنگامی که ریتم شبانه روزی مختل می‌شود.
دکتر جان اونیل گفت: بسیاری از مشکلات تهدید کننده زندگی با قلب در ساعات خاصی از روز و بیشتر در نوبت کاران اتفاق می‌افتد. ما فکر می‌کنیم وقتی ساعت‌های شبانه روزی قلب از ساعت‌های مغزی غیر همزمان می‌شوند، مانند در طول کار شیفتی، سیستم قلبی عروقی ما ممکن است کمتر بتواند با استرس‌های روزمره زندگی کاری مقابله کند. این به احتمال زیاد قلب را در برابر اختلال عملکرد آسیب پذیرتر می‌کند.
دکتر مگان داوی، سرپرست پزشکی مولکولی و سلولی در شورای تحقیقات پزشکی می‌گوید: این تحقیقات واقعا جالب که از طریق ابتکار Blue Sky پشتیبانی می‌شود، نشان می‌دهد پتانسیل باورنکردنی روابط نوآورانه دانشگاهی و صنعتی برای پیشبرد مرز‌ها وجود دارد. این به سوالات اساسی و بی پاسخ در مورد نحوه عملکرد بدن می‌پردازد و به امکانات جدید هیجان انگیز برای نوآوری‌های درمانی اشاره می‌کند.
