Группа исследователей из Медицинского колледжа UCF создала цифровую топографическую карту сердечной симпатической нейронной сети, области, которая контролирует частоту сердечных сокращений организма и его реакцию «бей или беги». Ученые надеются, что эта карта в конечном итоге послужит руководством для лечения сердечно-сосудистых заболеваний с помощью биоэлектронных устройств. Результаты научной работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Практическая значимость работы
Недавно созданная топографическая карта сердечно-сосудистой симпатической нервной системы может быть использована для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и дальнейшего использования биоэлектронных устройств для решения проблем со здоровьем сердца.
«Это картирование выходит за рамки того, что вы можете найти в учебнике», — комментирует доктор Цзыси Джек Ченг (Zixi Jack Cheng), специалист по нейро-сердечно-сосудистым заболеваниям. «Это оцифрованный атлас мозга и сердца, который будет интерактивным. Мы надеемся, что он послужит руководством не только для ученых и врачей, но и для студентов, изучающих нейроанатомию сердца».
Карта может служить руководством для таких методов лечения, как нейромодуляционная терапия — электронная стимуляция нервов для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Команда доктора Ченга с соавторами ранее создали комплексную трехмерную карту внутренней нервной системы сердца грызунов. Система, известная как «мозг маленького сердца», содержит тысячи нейронов вокруг сердца, которые регулируют сердцебиение и кровообращение. Их последний проект расширил это исследование и нанес на карту топографическую сеть нервов в симпатической нервной системе и ее связь с сердцем.
Команда ученых надеется, что усовершенствованный план поможет ученым и врачам изучить связь между мозгом и сердцем и более точно управлять различными областями сердца, в том числе теми, которые контролируют сердцебиение.
Симпатическая нервная система сердца
Симпатическая нервная система играет ключевую роль в регуляции сердечной деятельности посредством сложной сети нервов. Это может помочь организму реагировать на опасные или стрессовые ситуации, ускоряя частоту сердечных сокращений, чтобы доставлять больше крови в области, которым требуется больше кислорода. Система также контролирует частоту сердечных сокращений, кровяное давление, пищеварение и другие жизненно важные функции.
Чтобы создать карту, ученые использовали комбинацию самых современных методов для изображения, отслеживания, оцифровки и количественного картирования распределения симпатической нервной системы, включая все предсердия и желудочки сердца.
Новизна исследования
«Новаторской частью этого проекта является точность, с которой выполняется картирование на микроскопическом уровне, что позволяет нам видеть отдельные клетки и отдельные нервные аксоны», — добавляет доктор Ченг. Ученые впервые увидят весь орган на таком сложном уровне».
Доктор Юаньюань Чжан (Yuanyuan Zhang), научный сотрудник лаборатории доктора Ченга, объяснил, что эта карта поможет исследователям дополнительно проверить функциональную роль определенного нерва, активируя или деактивируя его и наблюдая за его воздействием на организм. Картирование также может служить руководством для нейромодуляционнаоц терапии — электронной стимуляции нервов для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, таких как гипертония, апноэ во сне и сердечная недостаточность.
«Использование нашей карты в качестве симпатико-сердечного атласа открывает двери для инновационных методов лечения ряда сердечно-сосудистых и нервных заболеваний и позволяет избежать побочных эффектов, связанных со многими фармацевтическими препаратами», — добавили ученые.
«Сердечно-симпатическая нервная система очень сложна и до сих пор плохо изучена», — заключил доктор Джин Чен (Jin Chen), еще один участник проекта UCF. «Таким образом, это подробное картирование сердца может дать нам важную информацию об архитектуре сердечно-симпатического нерва и заложить основу для будущих функциональных и молекулярных исследований симпатического контроля над сердцем».
Авторы другого исследования утверждают, что открыли новый тип сердечной клетки.