אינטראקציות בין נוירונים שומן וסימפטיים תורמות להפרעת קצב לב

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת תא דוחות רפואהצוות חוקרים בסין השתמש ב- בַּמַבחֵנָה תרבות משותפת של אדיפוציטים, קרדיומיוציטים ונוירונים סימפטיים כדי לבחון את הקשרים העצמאיים של רקמת השומן האפיקרדית ומערכת העצבים הסימפתטית עם הפרעת קצב לב. הם מצאו שלציר השומן-עצבי תפקיד חשוב בהפרעות קצב.

מחקר: ציר השומן-עצבי מעורב בהפרעות קצב לב הקשורות לרקמת שומן אפיקרדית. קרדיט תמונה: Inside Creative House / Shutterstock

רקע כללי

חריגות בהיווצרות והולכה של דחפים חשמליים עקב הפרעות חשמליות או מבניות בלב עלולות להוביל להפרעות קצב לב. חריגות אלו יכולות להיות גנטיות או קשורות למחלות לב נרכשות. מחקרים מצאו כי לנוירונים הסימפתטיים יש תפקיד משמעותי בפתוגנזה של הפרעות קצב לב. הפעלת מעגלים חשמליים חריגים ואי-סדירות בקיטוב מחדש של החדרים עקב גירוי חריג של מערכת העצבים הסימפתטית נקשרו לפרפור חדרים וטכיקרדיה, פרפור פרוזדורים ואפילו מוות לבבי.

מחקרים אחרונים מצאו גם שרקמת שומן אפיקרדית קשורה קשר הדוק להתרחשות של פרפור פרוזדורים, פרפור חדרים וטכיקרדיה חדרית. יתר על כן, מכיוון שרקמת השומן האפיקרדית צמודה לשריר הלב ללא רקמה המפרידה ביניהם, ציטוקינים ואדיפוקינים דלקתיים המופרשים על ידי רקמת השומן האפיקרדית יכולים לשנות את המבנה החשמלי והלבבי. עם זאת, עדיין לא ברור אם רקמת שומן אפיקרדית ונוירונים סימפטיים מקיימים אינטראקציה וכיצד האינטראקציות שלהם משפיעות על הפרעת קצב.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי עקפו החוקרים את המגבלות שהציגו מחסור במודלים מתאימים של מחלות אנושיות והקשיים בהשגה והפצה של כמויות נאותות של רקמת לב, עצבים ושומן על ידי יצירת קרדיומיוציטים, אדיפוציטים ונוירונים סימפטיים. בַּמַבחֵנָה מתאי גזע והקמת מודלים של תרבות משותפת לחקר האינטראקציות בין רקמת שומן אפיקרדית ונוירונים סימפטיים והשפעתם על קרדיומיוציטים.

דגימות פלזמה התקבלו מהווריד ההיקפי ומהסינוס הכלילי של 53 משתתפים המורכבים מבקרים בריאותיים וחולים עם פרפור פרוזדורים התקפי או מתמשך. רקמת שומן אפקרדיאלית התקבלה גם מחולים עם פרפור פרוזדורים מתמשך שעברו ניתוח לב פתוח.

תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים ותאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים המתקבלים מתאי גזע שמקורם בשומן, תאי גזע עובריים אנושיים ופיברובלסטים עובריים שימשו כדי להפיק את שורות התאים והתרביות. נעשה שימוש באסטרטגיית אינדוקציה רציפה כדי להפיק נוירונים סימפטיים, כאשר תאים עצביים התקבלו מתאי הגזע הפלוריפוטנטיים האנושיים ולאחר מכן תורבו במדיום התמיינות.

תאי גזע שמקורם בשומן גודלו במדיום התמיינות שומן כדי לבצע התמיינות שומן ולהשיג רקמת שומן אפיקרדית. תגובת שרשרת של תעתוק הפוך של פולימראז (qRT-PCR) שימשה למדידת הביטוי של סמני רקמת שומן לבנים, חומים ובז'. פרוטוקול בידול חד-שכבתי דו מימדי הופעל כדי להפיק קרדיומיוציטים מתאי הגזע הפלוריפוטנטיים האנושיים.

בנוסף, נעשה שימוש באנגיוגרפיה של טומוגרפיה ממוחשבת כלילית למדידת עובי רקמת השומן האפיקרדאלית. במקביל, שיטות אולטרסאונד זיהו את עובי רקמת השומן התת עורית באזורים שונים בגוף, כגון הבטן העליונה והתחתונה, ירך לרוחב וקדמי, תלת ראשי דיסטלי, שוק מדיאלי וברכיורדיאליס.

הוקמו מודלים של תרבות משותפת של תאים בַּמַבחֵנָה כדי לדמות את הקשר בין נוירונים סימפטיים, רקמת שומן אפיקרדית וקרדיומיוציטים, וניתוחי אולטרה-מבנה ואימונופלואורסצנטי שימשו כדי לחקור את האינטראקציות בתוך התרבות המשותפת.

תוצאות

התוצאות הראו כי קרדיומיוציטים שתורבתו הן עם רקמת שומן אפיקרדית והן עם נוירונים סימפטיים אך לא עם אף אחד מהם הפגינו חריגות חשמליות משמעותיות, פנוטיפ אריתמי ואי-סדירות ביון סידן (Ca).²⁺) איתות חולף.

יתר על כן, המחקר מצא כי לפטין המופרש על ידי רקמת השומן האפיקרדית עשוי להפעיל את שחרור הנוירופפטיד Y על ידי הנוירונים הסימפתטיים. מאמינים שנוירופפטיד זה נקשר לקולטן Y1 בקרדיומיוציטים ויוצר חריגות בקצב הלב על ידי השפעה על הפעילויות של חלבון קינאז II או CaMKII תלוי סידן/קלמודולין ויון נתרן (Na²⁺)/Ca²⁺ חַלְפָן.

לפטין הוא הורמון המווסת תהליכים שונים, כגון תפקוד נוירואנדוקריני, חילוף חומרים, הומאוסטזיס והוצאה אנרגטית. זה גם מווסת את הזרימה הסימפתטית דרך העצבים הסימפתטיים המותניים, האדרנל והכליות, וממריץ את מערכת הלב וכלי הדם. הפעילות הסימפתטית של הלפטין גורמת גם לעליות וירידות בקצב הלב ואפנון התכונות החשמליות של הלב.

עם זאת, התוצאות הראו שטיפול בקרדיומיוציטים בלפטין או ברקמת השומן האפיקרדית בלבד לא שינה את מקצבי הקרדיומיוציטים, ולפטין הייתה השפעה אריתמוגנית רק בתרבות משותפת עם נוירונים סימפטיים. יתר על כן, טיפול בנוגדנים מנטרלים כנגד לפטין או מעכבי הקולטן Y1, Na²⁺/Ca²⁺ מחליף, או CaMKII יכול לחסום חלקית את הפנוטיפ אריתמי בקרדיומיוציטים.

מסקנות

בסך הכל, הממצאים הצביעו על כך שאינטראקציות בין רקמת שומן אפיקרדית ונוירונים סימפטיים גורמות לפנוטיפ אריתמי בקרדיומיוציטים. המחקר הראה כי פנוטיפ זה נגרם על ידי לפטין המופרש מאדיפוציטים הממריץ את הנוירונים הסימפתטיים לשחרר נוירופפטיד Y. נוירופפטיד זה נקשר לקולטן Y1 ומשפיע על פעילות CaMKII וה-Na²⁺/Ca²⁺ מחליף, גורם לקצב לב חריג.