Az amerikai „Általános Élettan Folyóirata” c. szaklapban (a Rockefeller Egyetemi Sajtó kiadványa) megjelent egy friss kutatási eredményről beszámoló publikáció, amely segít megérteni, az emberi szervezet stresszre adott „menekülj, vagy harcolj” válasza hogyan hat a szervezetben.
A friss kutatás új válaszokkal szolgálhat arra a kérdésre is, hogy a természetes pacemakerként (szívritmus-szabályozóként) szolgáló szinuszcsomó hogyan szabályozza a normál szívritmust, a szinuszritmust. (A szív összehúzódása elektromos inger hatására jön létre, amely normális esetben a szinuszcsomóból indul el és a szív ingerületvezető rostjain keresztül jut el a szívizomsejtekhez.)
Amikor a szimpatikus idegrendszer stresszhelyzetre „menekülj, vagy harcolj” reakcióval válaszol, a szinuszcsomó megnövekedett munkaüteme megnöveli a szívritmust és a kardiális teljesítményt, így a szív sokkal több oxigént és tápanyagot juttat a perifériás szövetekbe, különösen a vázrendszer izmaiba. Napjainkban sok vita folyik a tudósok különböző csoportjai között arról, vajon a HCN csatornák (jelentése: hyperpolarizált-aktivált, ciklikus nukleotid-kapuzott csatornák), vagy az intracelluláris Ca2+ oszcilláció (sejten belüli kálcium-ion rezgés) a szívritmus legfőbb szabályozója?
A HCN csatornák a szívizomsejtek közötti három külön elektromos pályát jelölik, mely pályák szerepet játszanak abban, hogy a szinuszcsomóban elektromos jelek képződnek. A kálcium-ionok a sejtek működéséhez elengedhetetlenek, a jelátviteli folyamatokban intracelluláris másodlagos hírvivők. A sejtek hormonokkal (pl. stresszhormonokkal), vagy neurotranszmitterekkel történő ingerlése a sejten belüli kálcium-ion koncentráció oszcillálásához vezet, amely nagyon változó lehet a frekvencia, az amplitúdó és a térbeli terjedés szempontjából. Ebben a változatosságban rejlik az oszcilláció információtartalma a különböző jelátviteli folyamatokban.
Az amerikai Colorado Egyetem kutatómunkatársa, Catherine Proenza és munkatársai kutatásukkal a HCN csatornák szívritmus-szabályozó teóriáját támasztják alá. A kísérleteket egereken folytatták le.
A kutatócsoport bebizonyítja, hogy a HCN csatornákat a szinuszcsomó sejtjeiben a protein-kináz-A (rövidítése: PKA) szabályozza, és véleményük szerint a HCN csatornák e modulálása (szabályozása) járul hozzá a szinuszcsomó sejtjeinek megnövekedett „munkaüteméhez”.
A szimpatikus idegrendszer a szívritmust kétféle módon növeli: a béta-adrenerg receptorok aktiválásával és a szinuszcsomó miocytáiban (izomsejtjeiben) lévő ciklikus adenozin-monofoszfát (rövidítése: cAMP) szintjének növelésével – a cAMP egy másodlagos hírvivő molekula a sejten belüli jelátviteli folyamatokban. A kutatócsoport azt vizsgálta, vajon a cAMP aktiválta protein-kináz-A (PKA) szerepet játszik-e a szinuszcsomó HCN csatornáinak szabályozásában.
In vitro és tömegspektrométerrel végzett méréseik alapján jutottak arra az eredményre, hogy a HCN csatornákat a PKA szabályozhatja és megnöveli annak a valószínűségét is, hogy ez a mechanizmus hozzájárulhat a szívritmus szimpatikus idegrendszer által történő szabályozásához.Peter Larsson, a Miami Egyetem kutatómunkatársa a Folyóiratban kommentárt fűzött a cikkhez, mely szerint Proenza és munkatársainak kutatási eredménye, azaz hogy a HCN csatornákat a PKA szabályozza, egyértelműen segít a szinuszcsomóban történő szívritmus-szabályozás molekuláris mechanizmusának egy részét megmagyarázni. Larsson véleménye szerint azonban a „puzzle” kirakásához még több darabra van szükség, vagyis ahhoz, hogy a tudósok számára teljes mértékben világos legyen, a szinuszcsomóban a szívritmus szabályozása hogyan történik.oszcilláció (sejten belüli kálcium-ion rezgés) a szívritmus legfőbb szabályozója?
A HCN csatornák a szívizomsejtek közötti három külön elektromos pályát jelölik, mely pályák szerepet játszanak abban, hogy a szinuszcsomóban elektromos jelek képződnek. A kálcium-ionok a sejtek működéséhez elengedhetetlenek, a jelátviteli folyamatokban intracelluláris másodlagos hírvivők. A sejtek hormonokkal (pl. stresszhormonokkal), vagy neurotranszmitterekkel történő ingerlése a sejten belüli kálcium-ion koncentráció oszcillálásához vezet, amely nagyon változó lehet a frekvencia, az amplitúdó és a térbeli terjedés szempontjából. Ebben a változatosságban rejlik az oszcilláció információtartalma a különböző jelátviteli folyamatokban.
Az amerikai Colorado Egyetem kutatómunkatársa, Catherine Proenza és munkatársai kutatásukkal a HCN csatornák szívritmus-szabályozó teóriáját támasztják alá. A kísérleteket egereken folytatták le.
A kutatócsoport bebizonyítja, hogy a HCN csatornákat a szinuszcsomó sejtjeiben a protein-kináz-A (rövidítése: PKA) szabályozza, és véleményük szerint a HCN csatornák e modulálása (szabályozása) járul hozzá a szinuszcsomó sejtjeinek megnövekedett „munkaüteméhez”.
A szimpatikus idegrendszer a szívritmust kétféle módon növeli: a béta-adrenerg receptorok aktiválásával és a szinuszcsomó miocytáiban (izomsejtjeiben) lévő ciklikus adenozin-monofoszfát (rövidítése: cAMP) szintjének növelésével – a cAMP egy másodlagos hírvivő molekula a sejten belüli jelátviteli folyamatokban. A kutatócsoport azt vizsgálta, vajon a cAMP aktiválta protein-kináz-A (PKA) szerepet játszik-e a szinuszcsomó HCN csatornáinak szabályozásában.
In vitro és tömegspektrométerrel végzett méréseik alapján jutottak arra az eredményre, hogy a HCN csatornákat a PKA szabályozhatja és megnöveli annak a valószínűségét is, hogy ez a mechanizmus hozzájárulhat a szívritmus szimpatikus idegrendszer által történő szabályozásához.
Peter Larsson, a Miami Egyetem kutatómunkatársa a Folyóiratban kommentárt fűzött a cikkhez, mely szerint Proenza és munkatársainak kutatási eredménye, azaz hogy a HCN csatornákat a PKA szabályozza, egyértelműen segít a szinuszcsomóban történő szívritmus-szabályozás molekuláris mechanizmusának egy részét megmagyarázni. Larsson véleménye szerint azonban a „puzzle” kirakásához még több darabra van szükség, vagyis ahhoz, hogy a tudósok számára teljes mértékben világos legyen, a szinuszcsomóban a szívritmus szabályozása hogyan történik.
