Нормальное функционирование наших сердец поддерживается центром управления нашим телом - мозгом, через сложную сеть нервов. Когда это общение нарушается, это приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям, включая сердечные приступы, внезапную смерть и проблемы с кровоснабжением.
В качестве дополнительного уровня безопасности у сердца есть собственный «маленький мозг», называемый внутрисердечной нервной системой (ICN), для отслеживания и исправления любых локальных нарушений связи. ICN необходим для поддержания здоровья сердца и даже может защитить сердечную мышцу во время сердечного приступа. Но было неясно, как именно ICN выполняет эти роли, потому что организация нейронов, составляющих ICN, плохо изучена и неизвестно, где они расположены в сердце, как они связаны друг с другом и каковы их молекулярные свойства.
В новаторском исследовании, опубликованном в iScience (26.05.2020), исследователи из Университета Томаса Джефферсона и их сотрудники смогли ответить на эти вопросы с беспрецедентной детальностью.
«ICN представляет собой большую пустоту в нашем понимании, которая находится между неврологией и кардиологией», - говорит соавтор исследования Джеймс Швабер, доктор философии, директор Института функциональной геномики и вычислительной биологии Дэниела Боуга и автор исследования. «Нашей целью было восполнить этот пробел, создав анатомическую основу ICN».
«Единственный другой орган, для которого существует такая подробная трехмерная карта с высоким разрешением, - это мозг», - говорит соавтор исследования Радж Вадигепалли, доктор философии, профессор патологии, клеточной биологии и анатомии. «По сути, то, что мы создали, является первой всеобъемлющей дорожной картой нервной системы сердца, на которую могут ссылаться другие исследователи при решении ряда вопросов о функциях, физиологии и связности различных нейронов в ICN. Сердце, в отличие от мозга, не является симметричным, поэтому нам пришлось найти способы поддерживать согласованность в каждом сердце, которое мы визуализировали».
Трехмерная карта выявила ранее неизвестную сложность ICN. Исследователи обнаружили, что нейроны, составляющие ICN, находятся в когерентной полосе кластеров в основании (вверху) сердца, где вены и артерии сердца входят и выходят, но также проходят по длине левого предсердия на заднюю часть сердца. Они расположены рядом с определенными ключевыми структурами сердца.
«Наблюдение за кластеризацией нейронов было тем, о чем мы всегда подозревали, но никогда не знали наверняка. Было действительно интересно увидеть физические доказательства функции ICN и точное распределение нейронов по отношению к анатомическим структурам сердца. Все это может помочь нам объяснить некоторые различия в сердечных заболеваниях у мужчин и женщин. В конечном итоге есть надежда создать трехмерную карту человеческого сердца, как здоровья, так и болезни. Мы создали основу для бесконечной возможности будущих исследований.», - говорит доктор Швабер.
Источник: Thomas Jefferson University