De zeci de ani oamenii de știință au știut că moartea subită cardiacă - o insuficiență a sistemului electric al inimii care îi conduce pe oameni, bine, să cadă brusc mort - apare mai des în orele dimineții. Analiza datelor din ambițiosul studiu de la Framingham Heart a dus la documentația științifică a legăturii curioase încă din 1987. Dar doar atât timp, oamenii de știință nu au reușit să facă mare lucru cu aceste cunoștințe. O furie de hârtii de la sfârșitul anilor 1980 a indicat posibile explicații: asumarea unei posturi verticale, de exemplu, sau probleme cu procesul care previne în mod obișnuit cheagurile de sânge. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au reușit să identifice un mecanism de bază pentru a explica conexiunea dintre ceasul circadian al corpului și dezavantajul electric care provoacă moartea subită.
Acum, o echipă internațională de cercetători s-a dat peste cap. Mukesh Jain de la Universitatea Case Western Reserve din Cleveland și colegii săi au identificat recent o proteină ale cărei niveluri oscilează cu ceasul circadian și, la șoareci, fac ca canalele ionice care guvernează sistemul electric al inimii să oscileze și cu ceasul. Pe 8 septembrie, în Indianapolis, la o întâlnire a American Chemical Society (ACS), Jain a raportat că aceste oscilații apar și în celulele inimii umane. Rezultatele indică o epocă în care medicii ar putea fi capabili să prevină moartea subită cardiacă, care este principala cauză a decesului natural în Statele Unite, ucigând peste 300.000 de oameni în fiecare an.
Pentru a înțelege aspectele și descoperirile descoperirii lui Jain, trebuie mai întâi să înțelegem cum funcționează inima. Gândește-te: motorul auto, spune James Fang, șeful medicinii cardiovasculare la Școala de Medicină a Universității din Utah din Salt Lake City. Există sângele care circulă, care este combustibilul. Există mușchii, care pompează acel combustibil. Și există un sistem electric, cu separare de sarcină creat nu de o baterie, ci de pompe ionice și canale ionice. Fără un sistem electric funcțional, mușchii nu se vor extinde și se vor contracta și sângele nu va curge. În cazul unui atac de cord, fluxul de combustibil către inimă este blocat. Dar, în moartea subită cardiacă, există o defecțiune electrică care împiedică inima să pompeze corect sângele către corp și creier. Bătăile inimii devin neregulate, prezentând adesea un tip de aritmie numită fibrilație ventriculară. Atacuri de cord poate duce la genul de aritmie care poate duce la moarte subită cardiacă, dar în alte cazuri nu există declanșator evident. Indiferent de modul în care dopul inimii este tras, moartea apare de obicei în câteva minute.
Defibrilatoarele de urgență în locuri publice salvează vieți oferind o modalitate rapidă de a șoca inima să funcționeze din nou. Dar noi cercetări asupra ritmurilor circadiene ale proteinelor găsite în inimile umane pot oferi o soluție mai bună. Foto de Olaf Gradin prin flickr
Deși există medicamente pentru inimă - credeți că blocanții beta, inhibitori ACE - nu există niciun medicament care să acționeze în mod special pentru a preveni apariția aritmiei. Cel mai frecvent răspuns medical este acela: un răspuns. Medicii tratează disfuncționalitatea electrică după ce s-a întâmplat cu un defibrilator, o tehnologie cu o istorie care se întinde până la sfârșitul secolului XIX. În 1899, doi fiziologi au descoperit că șocurile electrice nu numai că pot crea, ci și opri tulburări ritmice în inima unui câine. Până la sfârșitul anilor '60, defibrilarea cardiacă era folosită în mod fiabil la oameni. Și în 1985, un doctor de la Universitatea Johns Hopkins a primit aprobarea FDA pentru un defibrilator implantabil.
Defibrilarea a fost soluția principală pentru aritmii care pot pune viața în pericol de atunci. Aceste dispozitive au scăzut de la „dimensiunea bagajelor până la dimensiunea unei cutii de țigări”, spune Fang, iar versiunile externe automatizate au devenit populare, astfel încât participanții pot ajuta victima fără întârzierea unei plimbări cu ambulanța. Dar, „este o abordare crudă”, spune Fang. „Defibrilatoarele au format într-adevăr piatra de temelie în ultimele două sau trei decenii, dar nu este într-adevăr o soluție de management”, adaugă el. „Nu previn problema. Lăsați-l să se întâmple și apoi vă șochează din el. ”Este echivalentul de a porni o mașină după ce bateria s-a stins.
Mai mult, spune Fang, pentru că oamenii de știință nu știu ce declanșează aritmia pentru a începe, este greu de prezis cine are nevoie de un defibrilator. Ia, să zicem, 100 de pacienți care cu toții au inimi slabe. „Probabil că doar 10 vor muri brusc. Nu știm cine sunt cei 10, așa că dăm defibrilatoare tuturor celor 100 de oameni ”, spune Fang. „Este excesiv pentru că 90 nici măcar nu au nevoie. Dar nu pot să spun care vor muri. ”
Iată unde vine lucrarea lui Jain. Echipa sa, care a studiat mult timp o proteină cunoscută sub numele de KLF15, a descoperit în mod serendipitous că cantitatea de proteină din șoarecele lui. cicluri de țesut cardiac - mergând de la scăzut la înalt și din nou înapoi pe o perioadă de 24 de ore. Deși Jain nu studiază în special electrofiziologia, el a fost conștient de legătura dintre ceas și moartea subită cardiacă și s-a întrebat dacă proteina sa (care a fost conectată anterior la unele boli de inimă) ar putea juca un rol. Echipa lui Jain a descoperit că nivelurile de KLF15 ar trebui să fie ridicate în timpul tranzițiilor de la noapte la zi, dar în loc de șoareci, care prezintă moarte subită cardiacă - sugerează că inimile lor nu au suficient proteine în timpul unei ferestre cruciale. KLF15 controlează nivelurile unei alte proteine care afectează modul în care ionii curg în și din inima mouse-ului, ceea ce înseamnă că canalele ionice urmează, de asemenea, un ritm circadian. Când cercetătorii au eliminat prezența KLF15, „Expresia canalului ionic a scăzut și nu a oscilat”, spune Jain. „Și aceste animale au avut o sensibilitate crescută la aritmii ventriculare și moarte subită.” Studiul a fost publicat anul trecut în Nature.
Observațiile de urmărire, prezentate la ședința ACS, confirmă că oscilația KLF15 și canalele ionice apar în celulele inimii umane. Aceste constatări „încep să creeze un caz că acest lucru este potențial important pentru biologia și bolile umane ”, spune Jain.
Jain consideră că munca sa moleculară și alte studii similare la orizont ar putea duce la medicamente care oferă o soluție mai bună decât defibrilarea. „Avem nevoie de un început nou”, spune el. „Ce facem nu funcționează.” Dar mai este mult de parcurs. Studiile viitoare vor încerca să găsească molecule care ar putea crește nivelul KLF15, să caute alte molecule legate de ceas la locul de muncă în inimă și să caute variante genetice asociate cu moartea subită cardiacă.
