کشف نوعی ریتم شبانه‌روزی موثر بر عملکرد روزانه قلب

دانشمندان نوعی ریتم شبانه‌روزی در سلول‌های قلب کشف کردند که بر عملکرد روزانه سلول‌های آن تاثیر می‌گذارد. نتایج این تحقیق نشان داد چگونه ریتم شبانه‌روزی در سلول‌های قلب به تغییر عملکرد قلب در طول روز کمک می‌کند و ممکن است توضیح دهد که چرا کارگران شیفتی در برابر مشکلات قلبی آسیب‌پذیرتر هستند.

کد خبر: ۶۴۲۷۸۵

تاریخ: ۲۴ مهر ۱۴۰۰ - ۱۴:۴۷

به گزارش مدیکال اکسپرس دانشمندان برای اولین مرتبه ثابت کردند که سلول‌های قلب ریتم شبانه‌روزی 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 امکان ضربان الکتریکی را می‌هد که باعث انقباض آن‌ها و ضربان قلب می‌شود. تصور می‌شد که غلظت یون سلولی به‌ طور تقریبی 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 پیش‌بینی می‌کند و به قلب هنگامی که ما فعال هستیم، امکان سازگاری و حفظ بهتر ضربان قلب افزایش یافته را می‌دهد.

در حال حاضر مشخص شده ساعت‌های روزانه در سلول‌های قلب و سایر بافت‌ها وجود دارد که به‌ طور معمول همگام با سیگنال‌های هورمونی است که ریتم‌های داخلی روزانه ما را با چرخه روز و شب هماهنگ می‌کند. ریتم‌های روزانه عملکرد قلب سال‌هاست که شناخته شده و تصور می‌شود که ناشی از تحریک بیشتر سیستم عصبی در طول روز است. این تحقیق جدید که توسط شورای تحقیقات پزشکی و سرپرستی شرکت دارویی آسترازنکا(AstraZeneca Blue Sky) پشتیبانی می‌شود، نشان می‌دهد که ریتم شبانه‌روزی درون هر سلول قلبی نیز می‌تواند بر ضربان قلب تاثیر بگذارد.

این گروه به سرپرستی دانشمندان آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی در کمبریج انگلستان با همکاری آسترازنکا می‌گوید: درک اینکه چگونه این تغییرات در سطوح یونی عملکرد قلب در طول روز را تغییر می‌دهد، شاید به توضیح علت آسیب‌پذیری بیشتر کارگران شیفتی در برابر مشکلات قلبی کمک کند زیرا ریتم‌های یونی که توسط ساعت در قلب هدایت می‌شود با تحریک ساعت‌های مغز هماهنگ نمی‌شود. این درک جدید می‌تواند به درمان بهتر و اقدامات پیشگیرانه برای مبارزه با بیماری‌های قلبی منجر شود.

نتایج این تحقیق نشان داد این ریتم‌های روزانه در سدیم و پتاسیم باعث تغییر پروتئین‌های سلولی می‌شود؛ به این معنی که یون‌ها به‌ طور دقیقی به منظور ایجاد فضا برای افزایش روزانه سطح پروتئین پمپ می‌شوند. محقق اصلی این تحقیق الساندرا استانگرلین، از این‌که فهمید سطوح سدیم پتاسیم در سلول‌های جدا شده و بافت قلب تا ۳۰ درصد تغییر می‌کند، متعجب شد. این یافته تغییرات چشمگیر ۲ برابر روزانه را در فعالیت الکتریکی سلول‌های جدا شده قلب نشان می‌دهد و به‌ نظر می‌رسد در موش‌ها این موضوع به اندازه کنترل عصبی برای درک تغییرات روزانه ضربان قلب اهمیت دارد.

دکتر جان اونیل، از آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی که سرپرستی این تحقیق را بر عهده داشت، بیان کرد: شیوه‌های تغییر عملکرد قلب در طول ساعت پیچیده‌تر از آن چیزی است که پیش از این تصور می‌شد. شیب‌های یونی که به ضربان قلب کمک می‌کند طی چرخه روزانه تغییر می‌کند. این مورد شاید به قلب کمک می‌کند با افزایش تقاضا در طول روز مقابله کند هنگامی که تغییرات فعالیت و برون‌ده قلب بسیار بیشتر از شب است، زمانی که ما به‌ طور معمول می‌خوابیم. این موضوع امکان درمان‌های موثرتر برای بیماری‌های قلبی عروقی به‌ عنوان‌ مثال تحویل دارو در زمان مناسب روز را فراهم می‌کند.

هنگامی که این تحقیق با استفاده از سلول‌ها و موش‌ها در آزمایشگاه انجام شد، یافته‌های آن توسط یک تحقیق مرتبط و جدید توسط همکاران به سرپرستی پروفسور دیوید بکتولد در دانشگاه منچستر پشتیبانی شد. نتایج تحقیق آنان نشان داد ریتم شبانه‌روزی 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 نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد شیوه‌های زندگی که مخالف با ساعت طبیعی داخلی ما(مانند نوبت کاری) است، ممکن است باعث شود تا ریتم‌های شبانه‌روزی داخلی سلول‌های قلب از رفتارهای ما خارج شود؛ به‌ طوری که ساعت‌های قلبی دیگر نوسانات در تقاضا را که برای اکثر افراد در روز بیشتر خواهد بود، پیش‌بینی نکنند. آنان پیشنهاد می‌کنند که این امر هنگامی که ریتم شبانه‌روزی مختل می‌شود به افزایش خطر عوارض جانبی مانند آریتمی و مرگ ناگهانی قلبی کمک می‌کند.

دکتر جان اونیل می‌گوید: بسیاری از مشکلات تهدیدکننده زندگی در ساعات خاصی از روز اتفاق می‌افتد و بیشتر در کارگران نوبتی رخ می‌دهد. ما تصور می‌کنیم وقتی ساعت‌های شبانه‌روزی قلب با ساعت‌های مغزی ناهماهنگ می‌شود، مانند طول کار شیفتی، سیستم قلبی عروقی ما ممکن است کمتر بتواند با استرس‌های روزمره زندگی کاری مقابله کند. این موضوع به احتمال زیاد قلب را در برابر اختلال عملکرد آسیب‌پذیرتر می‌کند.

پیتر نیوهام، معاون امور دارویی و علوم ایمنی بالینی، تحقیق و توسعه آسترازانکا نیز در این خصوص اظهار کرد: این همکاری نمونه‌ای شگفت‌انگیز از این است که چرا آسترازنکا در کمبریج، یعنی یکی از هیجان‌انگیزترین نقاط علوم زیستی در جهان، واقع شده است. داشتن آزمایشگاه شورای تحقیقات پزشکی برای زیست‌شناسی مولکولی و جان و الساندرو در پیش روی ما به راستی به تقویت این همکاری کمک کردند و دیدگاه‌ها و تجربیات مختلف ما را برای پیشرفت علم گرد هم آوردند.

دکتر مگان داوی، سرپرست پزشکی مولکولی و سلولی در شورای تحقیقات پزشکی که هزینه این تحقیق را تامین کرده، می‌گوید: این تحقیقات به راستی جالب که از طریق ابتکار Blue Sky آغاز شده، نشان دهنده ظرفیت باورنکردنی روابط نوآورانه دانشگاهی و صنعتی برای پیشبرد مرزهای علوم اکتشافی است. این تحقیق به سوالات اساسی و بی‌پاسخ درباره نحوه عملکرد بدن می‌پردازد و به احتمالات جدید هیجان‌انگیز برای نوآوری‌های درمانی اشاره می‌کند.

یافته‌های این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.

ایسنا