לגוף האדם יש הגנות מתוחכמות מפני שקיעת מינרלי סידן שמקשיחים רקמות לב, חוקרים מאוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין ומשתפי פעולה ב-UCLA Health ובאוניברסיטת טקסס באוסטין נמצאו במחקר חדש המספק את הצעד המפורט והמפורט הראשון תיעוד שלב של איך ההסתיידות מתקדמת.
"מחלות לב הן הרוצח המוביל מדי שנה -; כ-18 מיליון מקרי מוות בשנה -; ומספר זה הולך וגדל. חלק גדול הוא תוצאה של הסתיידות", אמר מנהיג המחקר ברוס פוק, פרופסור למדעי כדור הארץ מהארצות הברית ושינוי סביבתי ומנהל מרכז הביוטכנולוגיה רוי ג'יי קארבר באילינוי. "כאשר מסתייד אבי העורקים, ניתוח אולטרה-פולשני להחלפת המסתם הוא האופציה היחידה כרגע. זה מגביר את הדחיפות לקבל שליטה על התהליך הזה כדי להתקדם בצורה יעילה יותר עם פיתוח ובדיקות תרופות".
שסתום אבי העורקים הוא השער שדרכו מוזרם דם מחומצן מהלב אל הגוף, נפתח ונסגר יותר מ-3 מיליארד פעמים במהלך החיים הממוצע. משקעי סידן יכולים לצמוח בתוך שלושת דשי הרקמה המרכיבים את השסתום, הנקראים עלונים, מה שמקשיח אותם ומשאיר אותם ללא יכולת להיפתח עד הסוף.
עם הסתיידות בכלי דם, סטנט יכול לעזור, אבל אתה לא יכול לעשות את זה עם שסתום אבי העורקים. כל איבר בגוף יכול להיות במצב מושלם, אבל אם מסתם אבי העורקים מפסיק לתפקד, זה סוף החיים האלה".
Mayandi Sivaguru, מחקר ראשון מחבר ומנהל, Omics Facility, Carver Biotechnology Center
למרות השכיחות והחשיבות הביולוגית, מעט ידוע על האופן שבו מרבצי הסידן נוצרים או גדלים. הקבוצה של פוקה הייתה חלוצה בתחום ה-"GeoBioMed", שילוב של גיאולוגיה, ביולוגיה ורפואה, ויישמה אותו בעבר לחקר אבנים בכליות. במחקר החדש, שפורסם בכתב העת Scientific Reports, קבוצתו של פוק באילינוי התחברה עם עמיתים מבית הספר לרפואה של UCLA ובית הספר לג'קסון לגיאוגרפיה בטקסס כדי ללמוד ולתעד את השלבים של היווצרות משקעי סידן במסתמי אבי העורקים מגווי אדם. לבבות.
"השתמשנו ביותר מ-12 שיטות מחקר, כולל מיקרוסקופיה אופטית, מיקרוסקופיה אלקטרונית וספקטרוסקופיה, כדי לחקור את האופי וההתקדמות של מינרליזציה ולוקליזציה של חלבון בשסתום אבי העורקים. הניתוח הרב-מודאלי הזה הבדיל אותנו, וחשף קו חדש של ראיות להבנה טובה יותר של הסתיידות קרדיווסקולרית," אמר Sivaguru.
נקודת המוצא היא רקמת עלון בריאה. ואז נוצרות כדוריות זעירות של סידן פוספט בשכבת השריר החלק של העלונים.
באופן מכריע, הצוות מצא שצורת הסידן פוספט במרבצי המינרלים אינה זהה לסוג המצוי בעצמות, הנקרא אפטות, כפי שנהוג לחשוב. במקום זאת, המשקעים מורכבים בעיקר מסידן פוספט אמורפי, שיש לו את היכולת לשנות צורה מורפולוגית ולהסדיר מחדש מבחינה אטומית.
כשהן גדלות, הכדוריות מתלכדות לשכבות הכורכות ומקקשות את סיבי הקולגן והשריר החלק המעניקים לעלים את גמישותם. תהליכים אלה משתלבים ויוצרים גושים גדולים המסתובבים, נוגעים זה בזה ומקשיחים עוד יותר את הרקמות.
"מיד ראינו שהתגובות בתוך הרקמות של השסתומים היו כמעט זהות לאלו שחקרנו בשוניות אלמוגים, מעיינות חמים ובסביבות טבעיות רבות אחרות שמכילות אינטראקציות חיים-מים-מינרלים", אמר פוקה, שהוא פרופסור ראלף א. גרים באילינוי. "הדם שלנו רווי בסידן ובפוספט. הסתיידות של קולגן וצמיחת גושים היא בלתי נמנעת בהתחשב בכימיה, הביולוגיה וההרכב של הדם שלנו.
"עם זאת, המעטפת של כל זה היא שגילינו גם שהגוף שלנו פיתח את התהליכים המורכבים והיעילים להפליא כדי להילחם במינרליזציה. זה לא יכול לעצור את זה, אבל זה יכול להאט את זה בצורה דרמטית".
החוקרים מצאו שני מנגנוני הגנה. כאשר כדוריות ה-ACP הזעירות נוצרות ומתחילות להתלכד, רקמות הלב מייצרות כמויות גדולות של החלבון אוסטאופונטין. אוסטאופונטין מעודד צמיחת אפטות והסתיידות בעצמות ובאבנים בכליות, כך שהממצאים תמהו בתחילה את החוקרים, אמר פוק. אבל לאוסטאופונטין יש השפעה הפוכה, מעכבת על ACP, מאט את הסתיידות הקולגן והצטברות גושים.
"זו הסיבה שהידיעה שזה ACP במקום אפטות היא כל כך חשובה. שיפור שחרור אוסטאופונטין יכול להיות יעד חדש וחשוב להאטת הסתיידות לרמה שהיא לא תהווה איום או תדרוש התערבות כירורגית", אמר פוק.
ההגנה השנייה של הגוף היא הקולגן שבו נוצרות הגושים. החוקרים גילו שכאשר הגושים מתחילים לגדול, סיבי הקולגן נמתחים מסביב ומכילים אותם, ויוצרים מחסום מים שמאט עוד יותר את צמיחת הגושים.
בנוסף לחקירת יישומים טיפוליים אפשריים של אוסטאופונטין להאטת הסתיידות, החוקרים מקווים שעבודתם פותחת כיווני חקירה חדשים למניעת צמיחה ראשונית והמסת מרבצי מינרלים שכבר נוצרו בכל גוף האדם.
בשיתוף פעולה עם Mayo Clinic, הצוות מיישם כעת את גישת ה-GeoBioMed המולטי-מודאלית שלהם לחקר הסתיידות בגידולי שד אנושיים, סימן היכר של המחלה.
