Kalp Hücrelerinde Günlük İşlevleri Etkileyen Sirkadiyen Ritim Ortaya Çıkarıldı

Kalp Hücrelerinde Günlük İşlevleri Etkileyen Sirkadiyen Ritim Ortaya Çıkarıldı

Kalp saatleri, kalp atış hızındaki günlük değişimi düzenler. Her kalp hücresinin, gündüz ve gece arasındaki atış hızının sıklığını düzenleyen bir saati vardır. Bu, kalbin gün içinde daha hızlı atmasına ve günlük aktiviteleri sürdürmesine yardımcı olur.

Yeni bir çalışma, kalp hücrelerindeki sirkadiyen ritimlerin gün boyunca kalp işlevini değiştirmede nasıl etkili olduğunu gösterdi. Bu da vardiyalı çalışanların neden kalp sorunlarına karşı daha savunmasız olduğunu açıklayabilir.

Bilim insanları, kalp hücrelerinin , hücre içindeki sodyum ve potasyum iyonlarının seviyelerindeki günlük değişimlerinin sirkadiyen ritimlerini düzenlediğini ilk kez gösterdiler. Kalp hücrelerinin içindeki ve dışındaki sodyum ve potasyum iyonlarının farklı seviyeleri, kasılmalarına neden olan ve kalp atışlarını hızlandıran elektriksel uyarıya izin verir.

Hücresel iyon konsantrasyonlarının oldukça sabit olduğu düşünülüyordu, ancak bilim insanları artık kalp hücrelerinin gündüz ve gece iç sodyum ve potasyum seviyelerini değiştirdiğini buldular. Bu, hayatımızın günlük taleplerini önceden tahmin ederek, aktif olduğumuzda kalbin artan kalp atış hızını daha iyi barındırmasına ve sürdürmesine izin verir.

Kalp hücrelerinde ve diğer dokularda günlük saatler olduğu zaten biliniyor; normalde içsel günlük ritimlerimizi gündüz/gece döngüsüyle hizalayan hormonal sinyallerle senkronize edilir. Kalp fonksiyonunun günlük ritimleri yıllardır biliniyor ve gün içinde sinir sisteminin daha fazla uyarılmasından kaynaklandığı düşünülüyor.

Medical Research Council ve AstraZeneca Blue Sky Initiative tarafından desteklenen bu yeni çalışma, her kalp hücresindeki sirkadiyen ritimlerin kalp atış hızını da etkileyebileceğini gösteriyor.

AstraZeneca ile işbirliği içinde İngiltere, Cambridge’deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda bilim insanları tarafından yönetilen ekip, iyon seviyelerindeki bu değişikliklerin gün içinde kalp fonksiyonlarını nasıl değiştirdiğini anlamanın, vardiyalı çalışanların neden kalp sorunlarına karşı daha savunmasız olduklarını açıklamaya yardımcı olabileceğini söylüyor.

Çünkü kalpteki saatlerin yönlendirdiği iyon ritimleri, beyindeki saatlerden gelen uyarılarla ‘senkronize olmaktan’ çıkar. Bu yeni anlayış, kalp rahatsızlıklarıyla mücadele için daha iyi tedavilere ve önleyici tedbirlere yol açabilir.

Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma, sodyum ve potasyumdaki bu günlük ritimlerin, hücresel proteinlerde değişikliklere izin vermek için gerçekleştiğini ve iyonların, protein seviyesindeki günlük artışlar için “yer açmak” için kelimenin tam anlamıyla dışarı pompalandığını buldu.

Çalışmanın başyazarı Alessandra Stangherlin, izole hücrelerde ve kalp dokusunda sodyum/potasyum düzeylerinin %30’a varan oranda değiştiğini görünce çok şaşırdı. Bu, izole edilmiş kalp hücrelerinin elektriksel aktivitesinde günlük iki kat çarpıcı bir değişiklik sağlar. Farelerde bu, sinir kontrolü kadar kalp hızındaki günlük değişiklikleri anlamakla da alakalı görünüyor.

Kalp hücrelerinin içine ve dışına iyon akışını ve hücredeki belirli proteinlerin konsantrasyonundaki ilgili değişiklikleri gösteren video. Kredi: Telif hakkı MRC LMB

Çalışmayı yöneten MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Dr. John O’Neill şunları söyledi: “Kalp fonksiyonunun günün her saatinde değişme biçimleri daha önce düşünülenden daha karmaşık hale geliyor. Kalp atış hızına katkıda bulunan iyon gradyanları günlük döngü boyunca değişir. Bu muhtemelen, aktivite ve kalp debisindeki değişikliklerin normalde gece uyuduğumuzdan fazla, gün boyunca artan taleplerle baş etmesine yardımcı olur. Örneğin ilaçların günün doğru saatinde verilmesi gibi kardiyovasküler durumlar için daha etkili tedavilerin heyecan verici olasılığını ortaya çıkarıyor.

Bu çalışma, laboratuarda fareler ve hücreler kullanılarak yürütülürken, bulguları, Manchester Üniversitesi’nden Profesör David Bechtold ile yakın zamanda yapılan bağlantılı bir çalışma tarafından desteklenmektedir. Çalışmaları, kalp hızı ve elektriksel aktivitedeki sirkadiyen ritimlerin hem farelerde hem de insanlarda açıkça görüldüğünü ve davranış rutinindeki veya uyku düzenindeki ani değişikliklerin bu normal kalp ritimlerini bozabileceğini gösterdi.

Birlikte ele alındığında, bu çalışmalar, doğal iç saatimize (vardiyalı çalışma gibi) karşı çıkan yaşam tarzlarının, kalp hücrelerimizdeki içsel sirkadiyen ritimlerin davranışlarımızdan ayrılmasına neden olabileceğini ve böylece kalp saatlerinin talep edilen dalgalanmaları artık öngörmediğini öne sürüyor: Çoğu birey için gündüz daha yüksek olacaktır. Bunun, sirkadiyen ritİmler bozulduğunda aritmiler( ritm bozuklukları) ve ani kardiyak ölüm gibi advers olay riskinde artışa katkıda bulunduğunu öne sürüyorlar.

John O’Neill şunları söyledi: “Kalple ilgili yaşamı tehdit eden birçok sorun, günün belirli saatlerinde ve daha sık olarak vardiyalı çalışanlarda ortaya çıkar. Vardiyalı çalışma sırasında, kardiyovasküler sistemimiz çalışma hayatının günlük stresleriyle daha az başa çıkabilir. Bu, muhtemelen kalbi işlev bozukluğuna karşı daha savunmasız hale getirir.”

AstraZeneca, Klinik Farmakoloji ve Güvenlik Bilimleri, Ar-Ge Başkan Yardımcısı Peter Newham şunları söyledi: “Bu işbirliği, AstraZeneca’nın neden dünyanın en heyecan verici biyobilim noktalarından biri olan Cambridge’de bulunduğunun harika bir örneği. Moleküler Biyoloji için MRC Laboratuvarına sahip olmak ve hemen yanı başımızda duran John ve Alessandro, bilimi ilerletmek için farklı bakış açılarımızı ve deneyimlerimizi bir araya getirerek bu işbirliğini sağlamamıza gerçekten yardımcı oldu.”

Çalışmayı finanse eden Tıbbi Araştırma Konseyi’nde moleküler ve hücresel tıp başkanı Dr. Megan Dowie şunları söyledi: “Mavi Gökyüzü Girişimi tarafından desteklenen gerçekten ilginç araştırma, yenilikçi akademik-endüstri ilişkilerinin sınırlarını zorlamak için inanılmaz potansiyel gösteriyor. Keşif bilimi vücudun nasıl çalıştığına dair temel, cevaplanmamış soruları ele alıyor ve terapötik yenilikler için heyecan verici yeni olasılıklara işaret ediyor.”

Kalp Hücrelerinde Günlük İşlevleri Etkileyen Sirkadiyen Ritim Ortaya Çıkarıldı

Kaynak: https://medicalxpress.com/

Deryelen: Belgin Turuncu