Kada srčane ćelije sazrevaju u odraslom dobu, one dostižu terminalno stanje u kojem više ne mogu da se dele Foto: Shutterstock
Srce odraslih ljudi ne može da se regeneriše za razliku od kože i drugih tkiva u ljudskom telu koja mogu da se obnove nakon povrede. Istraživači iz University of Pittsburgh Medical Centre proučavali su kako srčane ćelije komuniciraju i otkrili da se broj komunikacionih puteva smanjuje kako srčane ćelije sazrevaju, kao i da je ovaj proces evoluirao kako bi zaštitio srce od stresa i u isto vreme sprečio da može da se regeneriše.
Srčane ćelije se brzo dele tokom embrionalnog i fetalnog razvoja kako bi formirale srčano tkivo i miokard. Ali, kada srčane ćelije sazrevaju u odraslom dobu, one dostižu terminalno stanje u kojem više ne mogu da se dele. Nova laboratorijska istraživačka studija objavljena u Developmental Cell proučavala je biološke puteve iza ovog terminalnog stanja. Istraživači su otkrili da smanjenje komunikacije između srčanih ćelija i njihovog okruženja štiti srce od štetnih signala povezanih sa stresom kao što je visok krvni pritisak. Ali, u isto vreme, ovo „smirivanje“ takođe može da spreči ćelije srca da primaju signale koji bi mogli da podstiču regeneraciju.
Istraživači su pažljivo ispitali nuklearne pore srčanih ćelija (kardiomiocita) kod miševa. Jezgro je okruženo nuklearnim omotačem, nepropusnim zaštitnim slojem, i prekriveno je sićušnim porama koje omogućavaju protok informacija. Studija je uključivala mikroskopiju super rezolucije, vrstu biomedicinskog snimanja, kako bi se ispitao i prebrojio broj nuklearnih pora. Tim naučnika otkrio je da kako ćelije sazrevaju, broj pora se smanjuje – 63 odsto tokom razvoja, i to sa prosečnih 1.856 u ćelijama fetusa na 1.040 u ćelijama novorođenčadi na samo 678 u ćelijama odraslih.
Ovaj nalaz smatra se značajnim jer broj nuklearnih pora kontroliše količinu informacija u jezgru. Takođe, primećeno je da kako ćelije srca sazrevaju i nuklearne pore se smanjuju, manje informacija ulazi unutra. U prethodnim istraživanjima, naučni tim otkrio je da je uključen gen koji se zove Lamin b2. Ovaj gen, važan za regeneraciju kardiomiocita, visoko je izražen kod novorođenih miševa, ali opada sa godinama.
Kao odgovor na stres, kao što je visok krvni pritisak, ćelije srca primaju signale u svoje jezgro koji modifikuju puteve gena, što dovodi do strukturnih promena u srcu. Ovo remodeliranje je glavni uzrok srčane insuficijencije.
– Rad pokazuje kako ćelije srčanog mišića sisara, kada odrastu, progresivno smanjuju broj puteva kojima komuniciraju sa svojim okruženjem. Iako ih ovo štiti od štetnih signala, kao što je stres, to ima svoju cenu, jer smanjen broj komunikacionih puteva takođe ograničava korisne signale, na primer, signale da se sami regenerišu – pojasnio je dr Bernhard Kühn iz UPMC Children’s Hospital. Kao takav, ovaj rad, kako ističe, daje objašnjenje zašto se srca odraslih ne regenerišu sama, kao i da pruža „fundamentalni uvid da su odgovor na stres i regenerativni odgovor u srcu povezani“.
Ova studija, po rečima istraživača, postavlja osnovu za buduća istraživanja koja će biti usmerena na razdvajanje ovih mehanizama. Kako medicinska istraživanja postaju sve sofisticiranija, struka sve više uči o međuzavisnosti između različitih organa i o tome kako oni utiču jedni na druge. U tom kontekstu naučnici postavljaju pitanje „kako bi mogli da nateraju ljudsko srce da se regeneriše, a da se ne poveća njegova podložnost stresu“.