Məlumat

Ürək hüceyrələri fəaliyyət potensialı ilə necə stimullaşdırılır?

Ürək hüceyrələri fəaliyyət potensialı ilə necə stimullaşdırılır?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Nə üçün və necə, ürəkdəki bir hüceyrənin fəaliyyət potensialı növbəti hüceyrədə fəaliyyət potensialını stimullaşdırır? Məni sitat ilə cavab maraqlandırır.


Əgər getsən yəqin ki İstənilən fiziologiya dərsliyində və ürəyin fəaliyyət potensialı fəslinə nəzər saldıqda, ürəyin depolarizasiyasına səbəb olan müxtəlif ion keçiriciliklərinin və ürək kanallarının (məsələn, sürətli natrium kanalları, kalsium kanalları və s.) bir sıra diaqramlarını tapa bilərsiniz. miyosit. Sualınızda qeyd etdiyiniz kimi, onun bir hissəsi olan bir hüceyrə və ya hüceyrələr qrupu var sinoatrial düyün (və ya SA düyünü) "Ürəyin Kardiostimulyatoru" kimi istinad edilir. Məhz SA düyünündəki bu hüceyrələr ən çox sızan ion kanallarına malikdir və beləliklə, ürəyin daralma sürətini təyin edən ən tez-tez spontan depolarizasiya olur.

Atriumdakı hüceyrələr üçün sinoatrial düyünün depolarizasiyası boşluq birləşmələri səbəbindən demək olar ki, ani olaraq qulaqcıqlara yayılır (ətraflı məlumat üçün bu linkə baxın... Michela və b. Ürək-damar xəstəliklərində konneksin 43-ün rolu. Avropa Farmakologiya Jurnalı, 2015) ürək miyositləri arasında. Boşluq qovşaqları atriumun bütün hüceyrələrini birləşdirən və hüceyrələri sinxron şəkildə büzülmək üçün "elektriklə birləşdirən" kiçik ünsiyyət qovşaqlarıdır. Tipik olaraq var yox qulaqcıqlar və mədəciklər arasındakı boşluq qovşaqları, buna görə də qulaqcıqlar mədəciklərdən əvvəl büzülür. Bununla belə, purkinje lifləri vasitəsilə sürətlə yayılmadan əvvəl elektrik keçiriciliyini kifayət qədər yavaşlatan His dəstəsi var, sonra da bu hüceyrələrdəki boşluqlar vasitəsilə qalan mədəcik miyositlərinə.

**Boşluq qovşaqları haqqında ətraflı məlumat üçün istənilən əsas hüceyrə biologiyası mətninə və ya Wiki-yə daxil olun. Aşağıdakı şəkil boşluq qovşaqlarının sadələşdirilmiş diaqramıdır. Bu sual üçün həqiqətən qiymətləndirməlisiniz ki, elektrik depolarizasiyası (yəni müsbət yük) boşluq qovşaqları ilə birləşən hüceyrələr arasında sürətlə yayılır, çünki onlar bu kanallar sayəsində ümumi bir sitoplazmanı "paylaşırlar". Depolarizasiya zamanı ionlar axdıqda, bu cərəyan boşluq qovşaqlarından keçir və demək olar ki, dərhal növbəti hüceyrəni depolarizasiya edir ... və s. və s.



Yeni ürək hüceyrələrinin alt populyasiyaları: Pnmt-dən əldə edilən kardiyomiyositlər

Mürəkkəb çoxhüceyrəli orqanizmlərin fundamental biologiyasının əsasında yüksək ixtisaslaşmış hüceyrələr arasında müxtəliflik dayanır. Ürək biologiyasının əsas elmi suallarından biri ürəkdəki subpopulyasiyaların müəyyən edilməsi olmuşdur. Ürəyin parenximası xüsusi kardiyomiyositlərdən (CM) ibarətdir. CM-lər, əsasən funksiyalarına və anatomik lokalizasiyasına əsaslanaraq, kanonik olaraq bir neçə fenotipik müxtəlif subpopulyasiyaya təsnif edilmişdir. Bununla belə, CM subpopulyasiyalarının genetik mənşəli müxtəlifliyə və fiziologiya və patofiziologiyada ehtimal olunan fərqli rollara malik olan çoxsaylı olduğuna dair artan sübutlar var. Bu fəsildə biz bu yaxınlarda kəşf edilmiş CM alt populyasiyasını təqdim edirik: feniletanolamin-N-metil transferaz (Pnmt) törəmə kardiyomiyositlər (PdCMs). Müzakirə edirik: (i) CM alt populyasiyalarının kanonik təsnifatları (ii) PdCM-lərin kəşfi (iii) Pnmt və PdCM-lərin və kanonik CM-lərin ürək oxşarlıqları və oxşarlıqlarında katexolaminlərin rolu və (iv) PdCM-lərin həm fizioloji, həm də patoloji cəhətdən ehtimal olunan funksiyaları. vəziyyətlər və gələcək istiqamətlər, məsələn, ürəkdaxili adrenergik siqnalizasiyada.

1. Giriş

Mürəkkəb çoxhüceyrəli orqanizmlər xüsusi orqan sistemlərinin qarşılıqlı təsirindən yaranır. Bu orqan sistemləri müxtəlif fərqli orqanları təşkil edən toxumalardakı xüsusi hüceyrə qruplarından yaranır. Fərqli hüceyrə növləri arasındakı qarşılıqlı təsirlərin son nəticədə mürəkkəb həyata necə səbəb olduğunun öyrənilməsi, bildiyimiz kimi, hazırkı bioloji elmi praktikada sıx fəlsəfi sorğular altında qalır. Ürək biologiyası ürəyin öyrənilməsinə, o cümlədən onun qarşılıqlı təsir edən hüceyrə növlərinin öyrənilməsinə aiddir. Ürəyin əsas fizioloji funksiyası ürək-damar sistemində qan dövranını bütün bədən boyunca təmin etmək üçün nasos rolunu oynamaqdır. Ürək buna lifli skelet ətrafında milyardlarla kardiyomiyositin (KM) koordinasiyalı büzülməsi və rahatlaması ilə nail olur. Koordinasiya ürəyin sağ qulaqcığından, sol atriuma və mədəciklərə elektrik siqnalının yayılması yolu ilə əldə edilir, nəticədə ürək əzələsinin səmərəliliyini maksimuma çatdırmaq üçün miokard boyunca müəyyən bir temporal ardıcıllıqla həyəcan-daralma birləşməsi (ECC) baş verir. nasos kimi ürək. Bu daralma və koordinasiya siqnalının müvafiq generasiyası və yayılması CM-lər vasitəsilə həyata keçirilir. Bununla belə, elektrik siqnalının yaradılması və yayılması ilə əlaqəli olanlar işləyən CM-lərdən daha çox fərqlənir. Bu iki CM populyasiyası arasındakı fenotipik fərq ürəyin normal ritmik nasosunu asanlaşdırır. Son illərdə ürəyin hüceyrə fenotiplərində kanonik olaraq düşünüldüyündən daha heterojen olduğu qəbul edildi. Ürəkdəki kardiyomiyosit olmayan populyasiyalar haqqında anlayışımız təkcə artmadı, həm də indi aydın oldu ki, CM heterojenliyi erkən kanonik atrial və ventrikulyar [1,2] və işləməyən və işlək fərqlərdən kənara çıxır [2,3] . Qrupumuz nəsil hüceyrə taleyi izləmə yolu ilə yeni bir CM kəşf etdi - feniletanolamin-N-metil transferaz (Pnmt) törəmə kardiyomiyositlər (PdCMs) [4,5]. PdCM-lər əksər CM-lərdən fərqli inkişaf tarixinə malikdir və inkişaf mərhələlərində müəyyən bir nöqtədə Pnmt ifadəsi olan hüceyrələrdən əmələ gəlir [4-6]. PdCM-lər böyüklərin ürəyində seçici, əsasən sol tərəfli anatomik paylanmaya malikdir [6,7]. PdCM-lərin kiçik bir faizi böyüklər ürəyində Pnmt-ni aktiv şəkildə ifadə edir, baxmayaraq ki, bunun funksional nəticəsi, əgər varsa, hazırda qeyri-müəyyəndir [5-7]. Bu fəsildə biz aşağıdakıları təsvir edirik: CM-lərin cari təsnifatı, PdCM-lərin tarixi, Pnmt-nin tarixi, PdCM-lərin məlum oxşar və fərqli cəhətləri və sahə üçün gələcək istiqamətlər.

2. Pnmt + - törəmə kardiyomiyositlər

2.1. Kardiyomiyositlərin cari təsnifatları

Ürəyin zahirən sadə və vahid nasos funksiyasına baxmayaraq, hüceyrə tiplərinə və onların elektrofizioloji xüsusiyyətlərinə görə daxili hüceyrə heterojenliyinə malik olduğu çoxdan məlumdur. Şəkil 1 təsnifatda müxtəlifliyin bəzi aspektlərini nümayiş etdirir. Heterojenliyin ilkin müzakirəsi əsasən ürəyin kardiostimulyator və keçirici elementləri, yəni düyün toxuması və His-Purkinje sistemi ilə daha kontraktiv miyokardın fərqliliyinə yönəlmişdi. Başlanğıcda əsas diqqət xüsusi keçirici və kardiostimulyator hüceyrələrin işləyən CM-lərlə müqayisədə ixtisaslaşdırılmış olduğunu müəyyən edən histoloji fərqlər idi [3,8,9]. Bu tədqiqat daha sonra fəaliyyət potensialı morfologiyası kimi daxili elektrofizioloji fərqləri və işləyən CM-lərin istirahət membran potensialı ilə müqayisədə nodal kardiostimulyator hüceyrələrində sabit istirahət membran potensialının olmaması kimi genişləndi [10].

Şəkil 1. Kardiyomiyositləri bir neçə anatomik, struktur və funksional xüsusiyyətlərə görə təsnif etmək olar. Hər nəsil təsnifatda nəzərə alınması üçün bir növ variasiyanı təsvir edir, lakin tam deyil. CM, cardiomyocyte PdCM, Pnmt törəmə kardiyomiyosit AVN, atrioventrikulyar node SAN, sinoatrial düyün.

Zaman keçdikcə, əlavə tədqiqatlar və təkmilləşdirilmiş texnika ilə ürəyin hüceyrə heterojenliyinin bu kanonik kardiostimulyator, keçirici və işləyən CM təsnifatları daxilində daha da genişləndiyi məlum oldu. Məsələn, kardiostimulyator/keçirici sistem daxilində bu gün də morfologiya və elektrofiziologiya baxımından nodal hüceyrə heterojenliyinin təsnifatı ətrafında mübahisələr mövcuddur [10]. İşləyən CM-lərdə indi məlumdur ki, CM-lər ürəyin kameraları boyunca, müəyyən bir kamera daxilində transmural olaraq [11] və hətta ürəyin apiko-bazal oxu boyunca [12] fərqlənir. İşləyən CM-lərin fenotiplərindəki bu cür fərqlərə kontraktillik, elektrofiziologiya və farmakologiya daxildir [11,12].

Sadəcə kardiostimulyator, keçirici və ya işləməkdən başqa CM-lərin əlavə rollarında heterojenlik var. CM-lərin endokrin potensialı yaxşı tanınsa da, natriuretik peptidlərin atrial və mədəciklərin işləyən CM-ləri tərəfindən ifraz olunması ilə [13] son ​​tədqiqatlar daha çox yerli hormonal siqnalı müəyyən etmişdir və istehsal üçün tam sintetik mexanizmə malik kimi görünən müəyyən CM-lər müəyyən edilmişdir. , asetilkolinin (ACh) [14] saxlanması və sintezi və müəyyən şərtlər altında ACh-ni aktiv şəkildə ifraz etdiyi görünür [15,16]. Bununla belə, bu ACh ifraz edən CM-lərin dəqiq funksional rolu hələ də araşdırılır [16].

Xülasə, CM-lər heterojen bir əhalidir. CM-ləri geniş şəkildə işləməyən və işləyən kimi təsnif etmək olar. Qeyri-işlək CM-ləri daha da kardiostimulyator və keçirici liflər kimi təsnif etmək olar. İşləyən CM-lərin özləri də eyni şəkildə atrial və ya mədəcik kimi təsnif edilə bilər. Bununla belə, həm işləməyən, həm də işləyən CM-lər üçün bu subpopulyasiyalar daxilində, fenotipik olaraq fərqli CM-lərin əlavə alt populyasiyaları mövcuddur. Son onillik, yeni sorğu üsullarının genişlənməsi ilə CM-lərin getdikcə artan diskret təsnifatlarını daha da müəyyən etdi.

2.2. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlərin kəşfi

Son iş CM-lərin əvvəllər məlum olmayan alt populyasiyasını müəyyən etdi: PdCM-lər. Dr Ebertin işi, Pnmt-ni kodlayan genin 5′ ekzon 1-də açıq oxu çərçivəsi kimi Cre-rekombinazı kodlayan genin daxil edilməsi ilə yerli Pnmt lokusunun dəyişdirildiyi siçan modelini işləyib hazırlayıb [4]. Pnmt-Cre siçanı daha sonra Rosa26R müxbir ştammı ilə keçdi. R26R ştamında reportyor genin (LacZ) transkripsiyasını maneə törədən loxP saytları var. Çaprazlaşdırılmış Pnmt-Cre x Rosa26R siçanları elə hazırlanmışdır ki, əgər hüceyrə inkişaf tarixinin hər hansı bir mərhələsində Pnmt-nin transkripsiyasını aktivləşdirərsə, Cre-rekombinazın transkripsiyasını aktivləşdirər ki, bu da reportyor LacZ-nin daimi ifadəsinə gətirib çıxarar. (Beta-qalaktosidazı kodlayan) həmin hüceyrədə və hər hansı nəsildə. Siçan embrionlarında hələ E8.5-də müşahidə edilmişdir ki, Pnmt-Cre/Rosa26R siçanlarında inkişaf etməkdə olan ürəyin xüsusi nahiyələrində LacZ+ hüceyrələri mövcuddur. E10.5-də bu ləkənin yayılması ürəkdə daha da geniş idi. İnkişaf etməkdə olan E10.5 siçan ürəklərinin sagittal hissələrə bölünməsi və LacZ-nin gen məhsulunu aşkar edən XGAL ilə boyanması, LacZ-nin bu ifadəsinin qulaqcıqlar və mədəciklər arasında paylandığını, lakin birləşmə bölgələri ətrafında ən güclü boyanma ilə müəyyən edilmişdir. Boyanma nümunəsi əsasən miyokardda lokallaşdırılmışdır və bu, boyanmanın hüceyrə mənbəyinin araşdırılmasına səbəb olmuşdur. Əzələ spesifik marker olan sarkomerik alfa-aktinin üçün immunflüoresan boyama həm Pnmt üçün immunofluoresan boyama, həm də XGAL üçün histokimyəvi boyanma ilə üst-üstə düşür [4]. Əvvəllər ürəkdəki Pnmt, neyroendokrin kimi morfologiya və fenotip nümayiş etdirən "daxili ürək adrenergik" (ICA) hüceyrələrinin markeri kimi tanınırdı [17,18]. Bununla belə, Pnmt-nin LacZ və kanonik əzələ markeri alfa-aktinin ilə üst-üstə düşməsi, sözügedən hüceyrə tipinin sarkomerik alfa-aktinin ifadəsi bilinməyən ICA hüceyrələrinin məlum xüsusiyyətlərinə uyğun gəlmədiyini göstərir. Bununla belə, CM-lər sarkomerik alfa-aktinin güclü ifadə profilinə malikdir və bu, bəzi CM-lərin ya hazırda Pnmt ifadə etdiyini, ya da XGAL boyanmasının üst-üstə düşdüyünü göstərir ki, bu da onların progenitor hüceyrələrinin müəyyən bir nöqtədə Pnmt ifadə etdiyini göstərir [4]. Morfoloji cəhətdən daha yetkin ürəkə malik olan E15.5 siçan embrionlarında aparılan əlavə araşdırmalar bu miokard LacZ+ XGAL boyanmasının davam etdiyini göstərdi. Bundan əlavə, bu E15.5 ürəklərində, sinoatrial node (SAN) da HCN4 immunofluoressensiyasının və XGAL boyanmasının geniş şəkildə üst-üstə düşməsi var idi. HCN4 SAN daxilində kardiostimulyator CM-lərinin seçici markeridir. Bu təcrübələr, ən azı müvəqqəti olaraq Pnmt-ni ifadə edən əcdadlardan olan CM-lər üçün bu yeni inkişaf xəttini müəyyən edən ilk təcrübə idi [4].

2.3. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlərin unikal paylanması

Sonrakı iş müəyyən etdi ki, bu XGAL+ hüceyrələri inkişaf etməkdə olan və yetkin ürək arasında fərqlənən xüsusi paylanmaya malikdir. E10.5-də inkişaf edən ürəkdə XGAL boyanması ürəyin bütün kameralarında sporadik olaraq LacZ ifadəsi üçün müsbət olmuşdur. Bununla belə, sinoatrial qovşaq, atrioventrikulyar və konoventrikulyar qovşaqlar xüsusilə sıx rənglənməyə malikdir [4,19]. Bundan əlavə, E15.5-də SAN və atrioventrikulyar düyündə (AVN) geniş XGAL boyandı, HCN4+, ehtimal edilən kardiostimulyatorun təxminən yarısı ilə SAN-dakı hüceyrələr də XGAL ilə müsbət rəngləndi. Bununla belə, E15.5-ə qədər XGAL üçün miokardın hər tərəfində geniş boyanma müşahidə edildi, xüsusilə də hər iki mədəciklərə və yuxarıya doğru uzanan mədəciklərarası septumda güclü boyanma müşahidə edildi. Mədəciyin divarlarında, əsasən, lakin eksklüziv olaraq, endokard səthinin yaxınlığında fokuslanan bəzi seyrək XGAL boyanması var idi. Bu XGAL+ hüceyrələrinin əzələ xarakterini təsdiqləmək üçün sarkomerik alfa-aktinin üçün paralel immunofluoressensiyadan XGAL+ hüceyrələrinin çoxunun sarkomerik alfa-aktinin üçün üst-üstə düşən siqnal olduğunu və sadəcə XGAL+ ICA hüceyrələri olmadığını təsdiqləmək üçün istifadə edilmişdir. Beləliklə, inkişaf etməkdə olan ürək daxilində, miokardın qalan hissəsinə yayılmadan əvvəl, əsasən inkişaf etməkdə olan kardiostimulyator/keçirici sistem daxilində fokuslanmış kimi görünən ilkin populyasiyadan yaranan bu XGAL+ hüceyrələrinin dinamik bir paylanması var [4,19] .

Bununla belə, daha sonra aydınlaşdırıldı ki, XGAL+ hüceyrələrinin paylanması inkişaf etməkdə olan ürəkdən daha çox sol tərəfli idi. Pnmt-Cre-Rosa26LacZ siçanlarının eyni çarpazından istifadə etməklə, lakin 8-10 həftəlik yaşda ürəkləri təcrid etmək, XGAL boyanmasının sol atriuma və sol mədəciyə daha çox seçici olduğunu göstərdi [6] Sol atrial miokardın kifayət qədər geniş rəngləmə XGAL. Lakin, sol mədəciyin daxilində paylanma daha spesifik idi. 14 seriyalı bölmələrdən istifadə20 μm, o nümayiş etdirildi ki, zirvə XGAL üçün güclü boyanma nümayiş etdirdiyi halda, daha çox dorsal hissələrdə periferiya ilə müqayisədə ürəyin daxili hissəsində daha güclü XGAL boyanması daha medial və daha güclüdür. Ən dorsal hissələrə çatdıqda, ürəyin əsası sol mədəciyin hər tərəfində daha geniş boyandı. Sağ tərəfli paylanma daha az geniş idi və mədəciklərarası çəpərdə və sağ mədəciyin divarında kiçik XGAL+ hüceyrələrinin çoxluqları olmuşdur. Sol tərəfli paylanma o qədər kəskin idi ki, bölmələrin piksel analizi ilə kəmiyyət pikseli, sol və sağ bölmələrə bölündükdən sonra, beş təsadüfi dilimi təhlil edərkən XGAL + hüceyrələrinin orta hesabla 89% ürəyin sol tərəfində olduğunu göstərdi. ürək başına, üç ürək arasında [6]. Yüksək böyüdücü faza kontrastı, işıq mikroskopiyası və XGAL və sarkomerik alfa-aktinin üçün birgə rəngləmə böyüklərin ürəyindəki XGAL+ hüceyrələrinin çoxunun CM-yə bənzər olduğunu müəyyən etdi [6].

PdCM-lərin yetkin ürəyində bu sol tərəfdə üstünlük təşkil edən paylanması və elektrofizioloji xüsusiyyətləri, Şəkil 2 [5,7]-də göründüyü kimi ilk dəfə qrupumuz tərəfindən məlumatımıza görə təsdiq edilmişdir. Beləliklə, qrupumuz uyğunlaşdırılmış siçan optogenetik modelində PdCM-lərin paylanması və elektrik aktivliyini təsdiqlədi. Pnmt-Cre siçanlarını Ai27D siçanları ilə kəsişdirərək yeni siçan ştammı hazırladıq ki, bu da -loxp ardıcıllığı ilə əhatə olunmuş STOP ardıcıllığının kəsilməsindən sonra təkmilləşdirilmiş kanalrhodopsin-2(ChR2)/tdTomato füzyon zülalını ifadə etdi. tdTomato-dan gələn flüoresan siqnal PdCM-ləri müəyyən etmək üçün əla endogen marker təmin etdi. Ürəklərin koronal bölmələri əvvəlki işlərlə razılaşdı [6] ki, sol atrium, sol mədəciyin və mədəciklərarası septum xüsusilə PdCMs [5] ilə zəngin idi. Əvvəlki kəmiyyət yanaşmalarına diqqətəlayiq yaxınlıqda ChR2/tdTomato+ hüceyrələrinin orta hesabla 86%-i ürəyin sol tərəfində idi. Üstəlik, bu tədqiqat indi kəmiyyətcə PdCM-lərin CM-lərin ümumi sayına töhfəsini bildirdi. Əvvəlki tədqiqatlarda sol atriumda PdCM-lər [6], sağ atriumda isə PdCM-lər yalnız CM-lərin 7%-ni, sağ mədəciyin isə yalnız 2%-ni təşkil edirdi. Bu təxminlər ürəkdəki inkişaf heterojenliyi baxımından PdCM-lərin əhəmiyyətinin konkret kəmiyyət sübutunu təmin edir. Bundan əlavə, əvvəlki tədqiqatlarla razılaşaraq, biz HCN4+ hüceyrələrinin AVN-də tdTomato+ hüceyrələri ilə çoxlu birgə lokalizasiyası barədə məlumat vermişik, lakin SAN-da daha azdır – bu, AVN-nin SAN-dan daha zəngin PdCM populyasiyasına malik olduğunu göstərir [5]. ]. Bundan əlavə, həmin tdTomato+ hüceyrələri SAN daxilində daha periferik paylanmaya malikdir. Daha sonra ChR2/tdTomato+ böyüklər üçün siçan ürəkləri ilə flüoresan mikroskopiyanın geniş sahəli dekonvolyutsiya metodundan istifadə etdik və bütün ürəyin yüksək ayırdedici təsvirlərini əldə etdik. Belə geniş sahəli, lakin yüksək rezolyusiyaya malik görüntüləmə bizə hüceyrə təfərrüatları baxımından konfokal mikroskopiyaya bənzəyən ayırdetmə qabiliyyətini qoruyaraq, ürək boyu qlobal miqyasda PdCM-lərin yenidən qurulmuş üçölçülü xəritəsini yaratmağa imkan verdi və ChR2/tdTomato+ hüceyrələrinin ilk növbədə hüceyrə daxilində paylanmasını təsdiqlədi. sol tərəf və ürəyin kardiostimulyatoru və keçirici sistemləri [5,7].

Şəkil 2. Yetkin siçan ürəyində PdCM-lərin paylanması əsasən sol tərəflidir. ChR2/tdTomato müsbət hüceyrələrinin flüoresansını və morfologiyasını göstərən yetkin ChR2/tdPomidor siçan ürəyinin bölməsindən koronal hissənin və seçilmiş bölgələrin təsviri. (a) Yetkin ChR2/tdPomidor siçanın ürəyindən reprezentativ tac kəsimi (b) ürəyin müxtəlif nahiyələrində tdPomidor flüoresansını göstərən böyüdülmüş görünüşlərin əlavələri, əlavələrin etiketlənməsi ( ilə işarələndiyi kimi müvafiq yerləri göstərir.a). AVN, atrioventrikulyar düyün LA, sol atrium LV, sol mədəcik SAN, sinoatrial düyün RA, sağ atrium, RV, sağ mədəcik. Şəkil [7]-dən bərpa edilmişdir.

Xülasə olaraq, PdCM-lər inkişaf etməkdə olan ürəkdə Pnmt-nin ürək ifadəsi üçün hüceyrə taleyi xəttinin izlənməsi yolu ilə müəyyən edilmişdir [4]. Gözlənilməz olaraq, inkişafında Pnmt ifadə tarixi olan hüceyrələrin əhəmiyyətli bir hissəsinin yalnız ICA hüceyrələri və sinir uclarından qaynaqlanan (NCD) ilə məhdudlaşmadığı, eyni zamanda CM-yə bənzər hüceyrə növlərinin də daxil olduğu aydınlaşdırıldı [4,20].Bundan əlavə, bu CM-yə bənzər hüceyrə populyasiyaları ürəyin inkişafı [4] zamanı dinamik transformasiyalara məruz qaldı, lakin sonra yetkinlərin ürəyində [5-7] əsasən sol tərəfli paylandı və solda ümumi CM sayına əhəmiyyətli dərəcədə töhfə verdi. atrium və mədəcik [5-7].

3. Feniletanolamin-N-metiltransferaza

Pnmt adrenalin sintezinin son mərhələsini kataliz edən bir fermentdir. adrenalin tərəfindən istehsal olunur N-noradrenalinin metilasiyası. Noradrenalin, öz növbəsində, tirozin amin turşusunun törəməsi olan l-dopadan əmələ gələn dopamindən sintez olunur. Pnmt ilk dəfə 1962-ci ildə J. Axelrod tərəfindən müəyyən edilmişdir [21]. Axelrod bir neçə növdən bir neçə orqanın ekstraktlarından fermenti məharətlə təcrid etdi və təmizlədi və əlaqəli katekolamin substratlarından kimyəvi məhsulları müəyyən etdi [21].

Pnmt ifadəsi və fəaliyyəti müəyyən toxumalarla məhdudlaşır [22]. Böyrəküstü vəzilər növlər arasında Pnmt ifadəsinin əsas yeridir [21,22]. Bununla belə, əlavə adrenal Pnmt fəaliyyətinin cəminin adrenallarda müşahidə edilənə bərabər olduğu bildirilir [22]. Yetkin siçovul toxuması lizatlarında ən güclü aktivlik hipotalamus və atrial ekstraktlarda müşahidə edilmişdir, baxmayaraq ki, Pnmt digər beyin bölgələrində və göz qapağı kimi digər toxumalarda, skelet əzələsində, böyrəklərdə və tor qişada da bildirilmişdir [22].

3.1. Fentolamin-N-ürəkdə metiltransferaza

Ürəkdəki Pnmt ifadəsi PdCM-lərin kəşfi ilə daha çox sorğu-sual edilir. Hətta Axelrod Pnmt-ni ilk dəfə müəyyən etdikdən sonra [21] ürəyin bəzi daxili Pnmt fəaliyyətinə malik olduğu müşahidə edilmişdir. Axelrod bunu dovşan və meymun ürəyinin ekstraktlarında müşahidə etdi, baxmayaraq ki, bu, bir neçə növün böyrəküstü vəzilərində müşahidə etdiyindən xeyli aşağı idi [21]. Sonrakı iş müəyyən etdi ki, ürəkdəki katekolaminlər yalnız simpatik neyronlar tərəfindən istehsal olunmur, onların əsasən katexolaminerjik siqnalları ilə məşhurdur [23,24]. İqnarro və Şideman cücə embrionunun ürək toxumasının homogenatlarından müəyyən etdilər ki, müxtəlif inkişaf mərhələləri katexolaminlərin l-dopa, dopamin, noradrenalin və adrenalinin dinamik ifadəsi və onların müvafiq sintetik fermentlərinin ürəkdə ifadəsi ilə əlaqələndirilir və bu, ürəyə qədər baş verir. inkubasiyanın 6-cı günündə ürəyin simpatik innervasiyası [23,25,26]. Əslində, cücə embrion ürəyində inkişafın erkən mərhələlərində, 85Katekolaminlərin 95%-i adrenalindir [25]. Bu, daha sonra siçovullarda o dərəcədə təsdiqləndi ki, E10-da ürək lizat Pnmt mRNA əlaqəli bütün embrion artımına əsas töhfə verdi. E10-da siçovulların ürəyindəki Pnmt aktivliyi sonrakı inkişafda adrenal ekstraktlarda müşahidə edilənə kəmiyyətcə oxşar idi [27]. Bundan əlavə, ürək həmçinin katexolamin parçalayıcı fermentlər - katexol-O-metil transferaz və monoamin oksidaz simpatik innervasiyadan əvvəl [23]. Bundan əlavə, Ignarro və Şideman, noradrenalinin qəbulunun qeyri-innervasiya edilmiş ürəklərdə davam etdiyini və bunun reserpin və kokain tərəfindən daha az təsirləndiyini, bu da simpatik neyronlarda NET-in vasitəçiliyi ilə geri alınmasının və saxlanmasının qarşısını aldığını müəyyən etdi. ürəkdə qəbulu və saxlanması [26]. Beləliklə, hətta inkişaf etməkdə olan ürəkdə katexolaminlərin ilkin tədqiqatlarından belə aydın oldu ki, həm katexolamin istehsalının, həm deqradasiyasının və həm də saxlanmasının bəzi hüceyrə mənbəyi var ki, bu da sadəcə simpatik innervasiya deyil.

Sonrakı iş o vaxtdan bəri inkişaf zamanı insanlarda da daxil olmaqla, qeyri-neyron mənbələrdən ürək daxilində katexolaminlərin yayılmasını təsdiqlədi [17,24,28]. Bu hüceyrələrə ICA hüceyrələri deyilir [28]. Bu hüceyrələr yetkinlərin ürəyində əsasən sol tərəfli paylanmaya gəlməzdən əvvəl inkişaf etməkdə olan ürəyin bütün dörd kamerasında geniş yayılmışdır [4]. Siçanlarda E10.5-də sinir qabığı hüceyrələri də ürəyi işğal edir [4], müxtəlif subpopulyasiyalar böyüklərdə simpatik neyronlar [29] və parasimpatik neyronlar [29] kimi müxtəlif hüceyrə populyasiyalarına töhfə verir. Bu sinir qabığı hüceyrələri Pmnt ifadə etsə də, ən azı keçici olaraq, yetkin miyositlərə hər hansı bir töhfə verən çox məhdud sübutlar var [30-32] və buna görə də PdCM-lərə kömək etmək ehtimalı azdır. Müxtəlif tədqiqatlar inkişaf etməkdə olan kardiyak keçirici sistemdə sinir təpəsinə bənzər hüceyrələrə bənzər markerlərin ifadə edildiyini irəli sürdü [30]. Bununla belə, görünür ki, bu markerlər hətta neyron qabığın ürəyə invaziyasından əvvəl [32] ifadə edilir və bu, markerlərin ifadəsinin neyron qabığında və inkişaf edən keçirici sistemdə sadəcə təsadüfən ümumi olduğunu göstərir. Beləliklə, inkişaf etməkdə olan ürəkdəki İCA-ların müşahidə etdiyimiz PdCM-lərə töhfə verdiyinə inanılır, baxmayaraq ki, bu qəti şəkildə sübuta yetirilməlidir. Katexolamin sintezi fermentlərinin hüceyrə mənbələrinin məcmusu, katexolaminlərin ürəyə funksional təsirləri ilə bağlı əhəmiyyətli ədəbiyyat korpusuna əsaslanaraq, mübahisə və kəşfiyyat sahəsi olaraq qalır.

3.2. Yetkinlərin ürəyinin tənzimlənməsində katekolaminlərin rolu

Katexolaminlər kəskin və xroniki stressə cavab vermək üçün yetkinlərin ürəyində fəaliyyət göstərir. CM-lər adrenoreseptorların kasetini ifadə edir, beta-1 izoformları böyüklər CM-lərində ən çox yayılmışdır [33]. Dopaminin ürəkdə təsir göstərdiyi məlum olsa da [34], böyüklərin ürəyində katexolaminerjik siqnalın əksəriyyəti simpatik neyronlardan salınan noradrenalin [35] və ya daha çox qanda dolaşan adrenalin [36] vasitəsilə həyata keçirilir. Katekolaminlər, ilk növbədə, beta-1 adrenergik reseptorlar vasitəsilə müsbət inotrop [37], klinotrop [37] və luzotrop təsir [38-40] yaratmaq üçün işləyən CM-lərdə, işləməyən CM-lərdə isə müsbət xronotrop [41-] təsir göstərir. 43] və dromotrop təsir [44]. Bu, kəskin stress zamanı ürək çıxışının kəskin artmasına kömək edir [45]. Bundan əlavə, xroniki stress ilə, katekolaminerjik siqnalizasiya hüceyrə hipertrofiyasına və meydana gələn orqanların yenidən qurulmasına kömək edir. Bununla belə, hazırda katexolaminlərin məşqdə olduğu kimi fizioloji yenidən modelləşdirməyə töhfə verib-vermədiyi aydın deyil [46-48]. Bununla belə, katekolaminerjik siqnalın töhfəsi ürək çatışmazlığı zamanı kimi daha çox patoloji yenidən qurulmada yaxşı müəyyən edilmişdir [47,49,50]. Bununla belə, katekolaminerjik siqnalın artması ürək ritminin pozulması riskinin artmasına səbəb olur [51,52]. Qəfil ürək ölümü ürək ritminin pozulmasına səbəb olan kəskin adrenergik stresslərlə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqələndirilir. Bundan əlavə, davamlı katekolaminerjik siqnal ilə əlaqəli ürəyin yenidən qurulması, pozulmuş ürək anatomiyası və miokard kalsiumunun idarə edilməsi ilə daha da disritmiya riskini artıran uyğunsuz yenidənqurmaya səbəb ola bilər [53,54]. Beləliklə, yetkinlərin ürəyində katekolamin siqnalı həm fizioloji, həm də patoloji ola bilən kəskin və xroniki təsirlərə malikdir.

3.3. İnkişaf edən ürəkdə katekolaminlərin rolu

İnkişaf edən ürəkdə olan katekolaminlər ürəyin elektrik fəaliyyətinin koordinasiyası üçün vacib ola bilər. Bir çox qruplar katexolamin istehsal edən hüceyrələrin inkişaf etməkdə olan kardiostimulyator və ürəyin keçirici sistemləri ilə sıx əlaqədə olduğunu müəyyən etmişlər, həm ehtimal ki, ICA [28] və QİÇS [30], lakin inkişafın müxtəlif mərhələlərində başlayır. Siçovullarda E10.5-də ibtidai keçirici sistem gələcək SAN və AVN sahəsinin ətrafında da daxil olmaqla, katekolaminerjik biosintetik fermentlərin güclü ifadəsinə malikdir. Daha sonra E16.5-də bu katekolaminerjik biosintetik fermentlər də His lifləri dəstəsində və Purkinje liflərinin daha sonra inkişaf edəcəyi interventrikulyar septumda zənginləşir [17]. Bunların hər ikisi ürəyin simpatik neyronlar tərəfindən innervasiyasından əvvəl baş verir [17,28] və buna görə də ICA töhfələrindən yarana bilər. Bundan əlavə, Pnmt+ QİX-lər ürəyin keçirici sisteminin inkişafına töhfə verir, çünki onlar asanlıqla His [4] və Purkinje lifləri [55] dəstəsindən olan liflərlə assosiasiyada yerləşə bilirlər və sinir qabığı hüceyrələrinin ablasyon tədqiqatları anormallıqları göstərir. sinir uclarının invaziyası olmayan ürəyin keçirici liflərinin inkişafında [56]. Bununla belə, əgər varsa, katexolaminlərin keçirici sistemin morfoloji inkişafında hansı rol oynadığı və ya katekolaminerjik siqnallardan kənar digər amillərin ablasyon tədqiqatlarının nəticələri ilə əlaqəli olub-olmadığı hələ də dəqiq olaraq bilinmir [57]. Bundan əlavə, inkişaf etməkdə olan ürəkdə katekolamin biosintetik ferment ifadəsinin keçici təbiəti tam başa düşülməmişdir [17]. Kultura hüceyrələrindən sübut [58] və ex vivo ürəklər [59,60] normal döyünmə ritminin saxlanmasında katexolaminlərin rolunu dəstəkləyən bəzi sübutlarla mübahisəli görünür, lakin bəziləri in vitro katexolaminergik siqnalın daxili döyünmə ritmi üçün lazım olmadığını göstərən sübutlar [61]. Ümumiyyətlə, katekolaminlərin ürəyin inkişafı üçün vacib olduğu bilinir, həm tirozin hidroksilaz çatışmazlığı [62], həm də dopamin beta-hidroksilaza çatışmazlığı olan siçanlar [63,64] ölür. uşaqlıqda, digər orqanlarda sağlam görünməsinə baxmayaraq, qeyri-mütəşəkkil və atrofiyaya uğramış CM-lərlə. Bununla belə, katekolamin prekursorlarının [63] müvafiq şəkildə dəyişdirilməsi və ya tirozin hidroksilaz üçün insan “xilasedici” geninin daxil edilməsi [65], uşaqlıqda ölüm, fenotipdə katexolamin spesifik rolunu gücləndirir. Müəyyən edilmiş ürək səbəbi, vaxt müddəti və minimal qeyri-kardial təsirlər baxımından ölüm HCN4 çatışmazlığı olan siçanlarda bildirilənlərə çox oxşar idi [66], inkişaf etməkdə olan ürəkdə katexolamin disfunksiyasına bənzər bir fenotip meydana gətirən kardiostimulyator disfunksiyasına səbəb olur. [31]. Bununla belə, Pnmt-nin pozulması ilə xüsusilə adrenalin çatışmazlığı olan ürəklər normal görünür - inkişaf edən ürəkdə adrenalinin məhdud rolunu göstərir. Bununla belə, adrenalinin normal inkişafda rolu ola bilər və bu modellərdə bəlkə də alternativ katekolaminerjik siqnal adrenergik siqnalın itkisini kompensasiya edə bilir [4]. Beləliklə, katexolaminlər ürəyin normal inkişafı üçün vacib olsa da və bir çox sübut kardiostimulyator/keçirici sistemlə əlaqəli olsa da, bu, qəti şəkildə yekunlaşdırılmalı və ya istisna edilməlidir.

4. Pnmt törəmə kardiyomiyositlərlə normal kardiyomiyositlərin oxşarlıqları

Cədvəl 1-də göründüyü kimi, PdCM-lər kanonik CM-lərlə bir sıra oxşarlıqları və fərqli cəhətləri bölüşür.

Cədvəl 1. PdCM-lərin və kanonik CM-lərin oxşar və fərqli cəhətləri.

Morfoloji cəhətdən PdCM-lər həm toxuma nümunələrində, həm də enzimatik olaraq təcrid olunduqda kanonik CM-lərdən fərqlənmir. Yüksək böyüdücü konfokal immunofluoressensiya ilə boyanma, həyati vacib hüceyrəaltı CM strukturlarının PdCM-lər və kanonik CM-lər arasında qorunduğunu müəyyən edir. Boyanma üsulları ilə müəyyən edilmiş PdCM-lərin ümumi hüceyrə morfologiyası Pnmt ifadə edən hüceyrələrdə ChR2/tdPomidor birləşmə zülalının ifadəsindən istifadə etməklə sonrakı işlərlə uyğun gəlir. yerində boyama üsulları ilə əlaqəli fəsadlar potensialı olmayan PdCM-lərin flüoresan markeri. ChR2/tdTomato+ PdCM-lərin hər ikisi yerində ürək toxumasında və enzimatik olaraq təcrid edildikdə, şəkil 3-də göründüyü kimi kanonik CM-lərə uyğun düzbucaqlı hüceyrə morfologiyası nümayiş etdirildi.

Şəkil 3. PdCM-lərin morfologiyası yerində toxumada və təcrid olunmuş hüceyrələr kimi kanonik CM-lərdən fərqlənmir. (a) Yetkin Pnmt Cre/ChR2 siçan ürəyindən sol mədəciyin (LV) və sol atriumun (LA) bölmələrində ChR2 boyanması (n = 4 ürək). Pnmt törəmə hüceyrələrinin əksəriyyəti sol mədəcikdə və sol atriumda yerləşir. (b) Koronal ürək bölməsinin sol mədəciyində (i) və (ii) anti-α-aktinin anticisimləri ilə boyanmadan TdTomato flüoresansı. (c) ChR2-nin anti-ChR2 antikoru (i) tdPomidor flüoresansı ilə təcrid olunmuş LV kardiyomiyositlərində (ii) (i) və (ii) üst-üstə düşməsi, ChR2 və tdPomidorun birgə lokalizasiyasını göstərir (i)n = 8 xana) (iii). (d) ChR2-nin anti-ChR2 anticisimləri ilə immuno-boyanması (i) təcrid olunmuş LV kardiyomiyositlərində Pnmt boyanması (ii) (i) və (ii) üst-üstə düşməsi, ChR2 və Pnmt (iii) birgə ifadəsini göstərir (iii) (n = 4 xana). (e) SAN (i, ii) və AVN (iii) bölgələrindən transvers kəsiklər anti-HCN4 antikoru ilə boyanmışdır. (iv) və (v) müvafiq olaraq (i) və (ii) nin böyüdülmüş təsvirini göstərir. HCN4-tdPomidor flüoresansının birgə lokalizasiyası narıncı rəngdə göstərilmişdir. (n = 4 hazırlıq). Ölçək çubuqları: (a) 100 µm (b) 20 µm (c) 30 µm (d) 20 µm (e) 30 µm (i, ii, iii, iv və v). Şəkil [5]-dən bərpa edilmişdir.

Elektrofizioloji cəhətdən PdCM-lər hal-hazırda Şəkil 4-də göründüyü kimi kanonik CM-lərdən fərqlənmir. Bizim yeni optogenetik ChR2/tdTomato-Pnmt Cre modelimiz 470 nm mavi işığın impulslarından istifadə edərək ChR2+ hüceyrələrini selektiv şəkildə stimullaşdırmağa imkan verdi [5]. Biz müşahidə etdik ki, CM-lərin enzimatik təcridindən sonra ChR2+ PdCM-ləri təmsil edən mavi işıq impulslarına cavab verən CM-lərin subpopulyasiyası var idi [5]. Bu hüceyrələr, ChR2+ PdCM-ləri xüsusi olaraq aktivləşdirən yüngül pacing ilə, sarkomerin qısalması ilə ölçülür, ya sahə ritminə, ya da yüngül pacingə oxşar kontraktil reaksiyaya malikdir [5]. Bundan əlavə, biz müəyyən etdik ki, toxuma səviyyəsində [67] və ya ex vivo bütün orqan preparatları [5], PdCM-lərin mavi işıq nəbzinin aktivləşdirilməsi etibarlı şəkildə elektrik membran gərginliyinin depolarizasiyasını və hüceyrədaxili kalsium keçidlərini 1: 1 nisbətində miokard sinsitiumunda yayıla bilən [5,67] yaradır. Bundan əlavə, hədəflənmiş mavi işıq impulsları müəyyən ərazilərə yönəldildikdə ex vivo Langendorff ürəkləri perfused, elektrokardioqramma ilə ölçüldüyü kimi ürəyin sürətini artırmaq qabiliyyəti yalnız sol atrium və mədəcikdə mümkün idi, lakin sağ atrium və ya mədəcikdə mümkün deyildi [5], bu da PdCM paylanması ilə çox əlaqəlidir [6,7] - dəstəkləyən mavi işıq impulsları yalnız kifayət qədər PdCM populyasiyalarına təsir etdikdə toxumanı sürətləndirə bilər ki, lavabo həddini aşmaq üçün: optik olaraq həyəcanlanmayan kanonik CM-lərlə mənbə əlaqəsi [5,67]. Bundan əlavə, bəzi PdCM-lər HCN4+-dır [4,5]. HCN4 SAN-da kardiostimulyator CM-lərin ifadəsi ilə əlaqəli bir kanaldır [66]. Beləliklə, ilkin araşdırmalar göstərir ki, PdCM-lər hüceyrədaxili kalsiumun sərbəst buraxılması ilə birləşən hüceyrə səthinin depolarizasiyası baxımından kanonik CM-lərə bənzəyir və bu, normal ECC ilə nəticələnir. Bundan əlavə, PdCM-lər normal elektrofizioloji olaraq əlaqəli miokard sinsitiumunun bir hissəsini təşkil edir, depolarizasiya cərəyanlarını yaymağa qadirdir.

Şəkil 4. PdCM-lər və kanonik CM-lər fərqlənməyən elektrofizioloji xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. (a) Pnmt Cre/ChR2 ürəyindən təcrid olunmuş və əvvəlcədən inkubasiya edilmiş yüngül templi sol atriumdan (LA) əldə edilmiş Ca 2+ keçidlərinin (yuxarı) və fəaliyyət potensialının (aşağı) aktivasiya xəritələri (solda) və izləri (sağda) Rhod-2 AM (Ca 2+ boya) və RH237 (gərginlik boyası) ilə. İşıq impulsları Ca 2+ keçidlərini və fəaliyyət potensialını 1:1 nisbətində oyatdı (n = 6 ürək). İşıq intensivliyi: 0,6–0,8 mVt mm −2 . (b) Nümayəndə şəkli (solda), işıq sürəti ilə bağlı qlobal Ca 2+ keçici aktivləşmə xəritəsi (ortada) və Pnmt Cre/ChR2 ürəyindən yüngül templi sol mədəciyin (LV) dilimlərindən əldə edilən optik Ca 2+ keçidlərinin flüoresans izləri (sağda) Rhod 2-AM (Ca 2+ boya) və RH237 (gərginlik boyası) ilə əvvəlcədən inkubasiya edilmişdir. Yüngül pacing LV-dən sağ mədəcikə anizotrop yayılma ilə nəticələndi (n = 6 ürək). İşıq intensivliyi: 0,6–0,8 mVt mm −2 . (c) Pnmt Cre/ChR2 ürəyindən təcrid olunmuş tək PdCM-də elektrik impulsları (yuxarı) və işıq impulsları (orta) tərəfindən tetiklenen reprezentativ sarkomer qısalması (kardiyomiyositlərin daralması) izləri (n = 6 ürək). Aşağı panel elektrik və işıq impulsları ilə tetiklenen sarkomer qısaldıcı izlərinin üst-üstə düşməsini göstərir. Şəkil [5]-dən bərpa edilmişdir.

Beləliklə, sadə morfoloji və elektrofizioloji mülahizələri nəzərə aldıqda PdCM-lər böyüklərin ürəyindəki kanonik CM-lərdən kobud şəkildə fərqlənmirlər [4,5]. Normal sarkomerik alfa-aktinin immunofluoressensiya rənginin [4,5] normal membran depolarizasiyası, kalsium keçidləri və ECC ilə birləşməsi [5], həmçinin normal daxili kalsium anbarı-membran-miofibril birləşmələrini nəzərdə tutur. Bu hüceyrə oxşarlıqları bütün toxumanın reaksiyası ilə uyğundur və ya ex vivo PdCM-lər xüsusi olaraq stimullaşdırıldıqda orqanlar qeyri-spesifik elektrik stimullaşdırılması ilə oxşar nəticələrə səbəb olur [4,5].

4.1. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlərin və normal kardiyomiyositlərin fərqlilikləri

PdCM-lərin tərifi onların kanonik CM-lərlə müqayisədə diferensial inkişaf tarixinə aiddir. PdCM-lər ən azı müvəqqəti olaraq Pnmt-ni ifadə edən atalardan yaranır [4,5]. Bununla belə, kanonik CM progenitors heç bir nöqtədə Pnmt ifadə etməmişdir [4]. Bu əcdadlar kanonik CM-lərlə müqayisədə [4-6] §2.3-də müzakirə edildiyi kimi daha məhdud paylanmaya malik PdCM populyasiyasına səbəb olur. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, vahid konseptual kanonik CM ideyası sadəcə Pnmt+ hüceyrələrindən əmələ gəlməyənlər arasındakı fərqi əks etdirir və kanonik CM-lərin bir çox alt populyasiyalarının məhdud anatomik paylanması var, məsələn, atrial və mədəciklər [2] . Beləliklə, PdCM-lərin inkişaf tarixi kanonik CM-lərdən fərqlidir və PdCM-lərin məhdud paylanmasında əks olunur.

Bəzi PdCM-lərdə Pnmt-nin qalıq ifadəsi həm inkişaf etməkdə olan [4], həm də böyüklər ürəyində [6] S. Ebert tərəfindən ilk dəfə bildirildiyi kimi, PdCM-lər və kanonik CM-lər arasında ən böyük fərq kimi görünür. Yüksək böyüdücü lazer skan edən konfokal flüoresan mikroskopiya müəyyən edir ki, Pnmt üçün immunofluoressensiya kiçik üçbucaqlı sarkomerik alfa-aktinin (-) interstisial hüceyrələrdə, ehtimal ki, ICA hüceyrələrində CM-lər ətrafında sıx əlaqədə güclü siqnallar göstərir [5]. Bununla belə, kanonik böyük çubuqşəkilli morfologiyası və aydın zolaqlı sarkomerik alfa-aktinin paylanması olan az sayda CM-lər Pnmt zülalına müsbət təsir göstərir [5]. Bu, həm flüoresan immunohistokimyada, həm də immunositokimyada müşahidə edilmişdir [5]. Bununla belə, belə görünür ki, böyüklərdəki bu Pnmt+ PdCM-lər PdCM populyasiyasının azlığını təşkil edir, məhdud kəmiyyət hesablamaları böyüklərin siçanın sol mədəciyindəki PdCM-lərin yalnız 10%-ə qədərinin əhəmiyyətli Pnmt ifadəsi ilə qaldığını göstərir [5]. Beləliklə, böyüklərin ürəyindəki CM-lərdə Pnmt+ ifadəsi kanonik CM-lərlə müqayisədə PdCM-lərin yüksək spesifik, lakin daha az seçici markeridir.

Beləliklə, nəticədə, PdCM-lər və kanonik CM-lər, ilkin araşdırmalarımızla, fərqliliklərdən daha çox hüceyrə fenotipik oxşarlıqları bölüşürlər.Elektrofizioloji və histoloji tədqiqatlar göstərir ki, həm PdCM-lər, həm də kanonik CM-lər fərqlənməz elektrik aktivliyinə, kalsiumla işləməyə və keçirici xüsusiyyətlərə malikdir. yerində [5,67] və təcrid olunmuş hüceyrələr kimi [5]. Bununla belə, əsas diferensial xüsusiyyət, kanonik CM-lərdə deyil, yalnız yetkin PdCM-lərdə Pnmt-nin yüksək spesifik ifadəsidir.

5. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlərin ürəkdə potensial rolları və gələcək istiqamətləri

5.1. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlərin hüceyrə xarakteristikası - onlar kanonik kardiyomiyositlərə nə qədər oxşardırlar?

PdCM populyasiyasının təbiəti hələ dəqiqləşdirilməyib. Biz yalnız bilirik ki, PdCM-lər inkişaf baxımından [4], ümumi anatomik paylanmada [4,5,7] və ifadə profilində [5] kanonik CM-lərdən fərqlənir. Bununla belə, hələ ki, əsas elektrofizioloji tədqiqatlardan kənarda, PdCM-lərin fenotipik ixtisaslaşmasının hərtərəfli sorğusu aparılmamışdır - hətta CM-lərin işləyən və işləməyən CM-lər kimi kanonik təsnifatında ən sadə funksiya bölgüsü ilə belə [2]. Pnmt Cre/ChR2/tdTomato siçan hüceyrəmizdən təcrid olunmuş ChR2/tdTomato+ hüceyrələrində nümayiş etdirilmişdir ki, optogenetik pacing işləyən CM-lərlə əlaqəli normal elektrik, hüceyrədaxili siqnal və keçirici xüsusiyyətlərə səbəb olur [5]. Bununla belə, müəyyən PdCM-lər də işləməyən CM-lərlə əlaqəli kardiostimulyator cərəyanlarının markeri olan HCN4 [4,5] ifadə edir [66]. Ola bilsin ki, PdCM-lərin populyasiyaları özləri işləyən və işləməyən PdCM-lərin alt populyasiyalarından ibarətdir. Beləliklə, PdCM-lərlə bağlı əsas araşdırmamıza baxmayaraq, PdCM-ləri hazırkı sadə CM təsnifatına qəti şəkildə təsnif edən sübutlar qalmaqdadır.

Əsas elektrofizioloji parametrlər PdCM-lər və kanonik CM-lər [5] arasında fərqlənməz görünsə də, əlavə xarakteristikaya ehtiyac var. Təcrid olunmuş PdCM-lərin və PdCM-lərin tədqiqi zamanı yerində normal elektrofizioloji xassələri, o cümlədən normal həyəcan-daralma birləşməsini təklif edir [5] adrenergik və mexaniki stresslər kimi hüceyrə stresslərinə cavab kimi digər elektrofizioloji parametrlərdə də fərqlərin ola biləcəyini qəbul etmək vacibdir. Bundan əlavə, həyəcan-transkripsiya birləşməsinin PdCM-lər və kanonik CM-lər arasında necə fərqlənə biləcəyini müəyyən etmək nəzərə alınmalı vacib amildir - çünki bu, çox fərqli ola bilər və ehtimal ki, müxtəlif siqnalların bir sıra reaksiyasına təsir göstərə bilər.

5.2. Ürəyin adrenergik nəzarətində Pnmt-dən əldə edilən kardiyomiyositlər - onlar kömək edirmi?

PdCM-lər ürəyin adrenergik tənzimlənməsinə kömək edə bilər [68]. Ürək simpatik neyronlarla innervasiya olunur, demək olar ki, hamısı ulduzvari qanqliyondan yaranır [69,70]. Bu simpatik neyronlar həm qulaqcıqları, həm də mədəcikləri innervasiya edir [71,72] və miokardın xronotropiyasını, dromotropiyasını, lusitropiyasını və inotropiyasını tənzimləyir [73,74]. Bu neyronlar fərqli subpopulyasiyalarda mövcuddur - bütün katexolamin biosintetik fermentlərini ifadə edən daha böyük diametrli neyronlarla, katekolaminləri, ilk növbədə noradrenalini varikozlarda veziküllərdə saxlayır [75]. Neyronlar yerli mühiti qeyri-spesifik olaraq yuyaraq, katekolaminləri passant buraxır [76]. Bununla belə, bu simpatik neyronları daxili ürək sinir sisteminin qalan hissəsi ilə birləşdirən daha spesifik neyronlararası qarşılıqlı təsirlər baş verir [77].

5.2.1. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlər və daxili ürək adrenergik hüceyrələr arasındakı əlaqə

Uzun müddətdir ki, bu neyron innervasiyasının ürəkdəki yerli katekolaminlərin yeganə mənbəyi olduğuna inanılırdı. Lakin, Huang tərəfindən iş və b. 1990-cı illərin sonunda ürəkdəki katexolamin biosintetik fermentlərinin neyron olmayan mənbəyini nümayiş etdirmək üçün bir sıra Şimal və Qərb ləkələrindən istifadə etmişdir [28]. Bundan əlavə, elektron mikroskopiyası ilə onların ifraz üçün veziküllərlə zəngin olduğu müəyyən edildi və bu hüceyrələrin neonatal miyositlərlə birgə kulturasiyası beta-adrenoreseptordan asılı olaraq bazal döyünmə sürətini artırdı [28]. O vaxtdan bəri ICA-lar həm ürək fiziologiyasında [18], həm də patofiziologiyada [78] təsirləri ilə aktiv tədqiqat sahəsi olaraq qalır, baxmayaraq ki, ümumi ICA-lar hələ də zəif başa düşülür. Bununla belə, yetkin Pnmt+ PdCM-lərin ICA-larla bəzi funksional oxşarlıqları paylaşması təklif edilmişdir [70]. Ortaq inkişaf tarixini və həm ICA-ların, həm də PdCM-lərin kanonik CM-lər [4,5] arasında paylandığını nəzərə alsaq, müəyyən məntiq var. a priori PdCM-lər və ICA-lar simpatik neyronlarla yanaşı ürəyin adrenergik tənzimlənməsinə kömək edə bilər [70]. CM-lərin natriuretik peptidlər kimi bəzi ifrazat mexanizmlərinə malik olduğu da məlumdur [79]. Bununla belə, PdCM-lərin ifrazat aparatının katekolaminlərin İCA-lara bənzər şəkildə saxlanmasını və buraxılmasını dəstəkləmək üçün kifayət olub-olmaması müəyyən edilməmişdir [18,28]. Beləliklə, onların ümumi inkişaf tarixinə baxmayaraq, PdCM-lərin ICA-ların sekretor fenotipinə sahib olub-olmaması qeyri-müəyyən olaraq qalır. Bu yaxınlarda, yağ toxumasında simpatik neyronlar və yerli ixtisaslaşmış hüceyrə növləri arasında əvvəllər təsvir olunmamış intim qarşılıqlı təsirlər haqqında hesabatlar var idi [80,81]. İCA-ların və PdCM-lərin piy toxumasında simpatik neyronla əlaqəli makrofaqlar kimi yerli adrenergik siqnal modulyatorları kimi təkamül edə biləcəyini təklif etmək kifayət qədər mübahisəsizdir [81]. Bununla belə, böyüklərin ürəyindəki İCA-lar terminal metabolit - adrenalin [28] istehsal etmək üçün bütün katexolamin biosintetik fermentləri ifadə etdiyi halda, PdCM-lər Pnmt ifadə etsələr də, tirozin hidroksilazın və ya dopamin hidroksilazın erkən fermentlərini ifadə etmirlər [70]. Beləliklə, PdCM-lər katekolaminləri de novo sintez edə bilmirlər, lakin adrenalini sintez etmək üçün ehtimal ki, İCA-lardan və ya simpatik neyronlardan noradrenalini qəbul etmək üçün onların mikromühitləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmalıdırlar [70]. Sağlam ürəkdə noradrenalinin çox hissəsi noradrenalin daşıyıcısı (NET) vasitəsilə yenidən simpatik neyronlara alınır. Bununla belə, katekolaminlərin qeyri-neyronal qəbulu üçün əlavə mexanizmlər mövcuddur - məsələn, daşıyıcı protein 3 (EMT/OCT3) [22]. Əgər PdCM-lər katekolamin qəbul etmə mexanizmlərinə malikdirsə, bu, böyüklərdəki PdCM-lərin adrenergik sistemin yerli incə tənzimlənməsinə töhfə verə biləcəyi rolu əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirəcək və ya qəbul, adrenalinə çevrilmə və sonradan sərbəst buraxılması yolu ilə ola bilər. noradrenalin və adrenalin arasında reseptor yaxınlıq fərqləri [82]. Əks halda, katexolaminlərin qəbulu və deqradasiyası, yağ toxumasında bildirildiyi kimi, yerli olaraq katekolaminerjik siqnalın tənzimlənməsinə və dayandırılmasına kömək edə bilər [81]. CM-lərin ürəkdəki daha geniş neyronlarla idarə olunan tənzimləmə sistemində iştirakı artıq konseptual olaraq müəyyən edilmişdir [83,84]. Parasimpatik sinir sistemi, mənfi xronotrop və dromotrop təsir göstərmək üçün ürəkdə, ilk növbədə qulaqcıqlarda “qarşılıqlı antaqonist” şəkildə simpatik sinir sistemi ilə koordinasiya edir [77,85]. Bununla belə, CM-lərin əsas parasimpatik nörotransmitter olan ACh [14,84] istehsalı, saxlanması və buraxılması üçün bütün sintetik mexanizmləri ifadə etdiyi müəyyən edilmişdir. Bundan əlavə, bu CM-ə xas ACh, normal CM kalsiumunun idarə edilməsində və pozulduğunda, məsələn, ACh-ni sərbəst buraxılmaq üçün veziküllərdə saxlaya bilməyən CM-xüsusi vezikulyar ACh daşıyıcısı çatışmazlığı olan siçanlarda, ürəyin uyğunlaşmayan yenidən qurulmasında və pozulduğunda funksional olaraq əhəmiyyətli görünür. əlaqəli hemodinamik pozulma baş verir [15,16]. Bundan əlavə, bu ACh istehsal edən CM-lərin parasimpatik neyronlardan ACh siqnalını gücləndirmək üçün hərəkət edə biləcəyi təklif edilmişdir [86]. Pnmt+ PdCM-lərin, xüsusən ürəyin sıx simpatik innervasiya olunmuş sahələri ilə ürəyin PdCM ilə zəngin sahələrinin üst-üstə düşdüyünü nəzərə alsaq, ACh istehsal edən CM-lər kimi oxşar rol oynaya biləcəyini təklif etmək cazibədardır [86]. Bununla belə, ACh xüsusi hüceyrə transkripsiya proqramından asılı olmayaraq mövcud olan hazır biosintetik prekursorlardan istifadə edərək sintez etmək üçün sadə molekulyar neyrotransmitterdir. Beləliklə, bəlkə də katekolaminlərin istehsalında artan mürəkkəblik, PdCM-lərin digər qeyri-PdCM hüceyrə mənbələrindən katekolamin prekursor təchizatından daha çox asılı olduğu ACh istehsal edən CM-lərdən fərqli bir əlaqə tələb edir. Ola bilsin ki, gələcək tədqiqatlar PdCM-lər, ICA-lar və simpatik neyronlar arasında ehtimal olunan qarşılıqlı əlaqənin həllinə yönəldilə bilər - katekolamin molekullarının çoxhüceyrəli axınının potensialını, məsələn, sekresiya və hüceyrə səthi membran daşıyıcıları vasitəsilə sonradan alım kimi. PdCM-lərin hüceyrə sekretor fenotipinin əlavə xarakteristikası, ürəyin adrenergik tənzimlənməsi sahəsində əhəmiyyətli bir inkişaf təmin edərdi.

5.2.2. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlər və ürək keçirici sistem

İnkişaf etməkdə olan ürəkdə PdCM-lər normal ritm və keçirici liflərin yaranmasına kömək edə bilər. Katekolaminlər, yuxarıda §3.3-də müzakirə edildiyi kimi, ürəyin inkişafı üçün vacibdir və inkişafda ürək ritminin saxlanmasına kömək edə bilər [63-65]. Yuxarıda 2.3-də müzakirə edildiyi kimi, inkişaf etməkdə olan ürək daxilində adrenergik hüceyrələrin populyasiyası dinamik olaraq embrion ürəkdə inkişaf edən keçirici və kardiostimulyator yerləri ilə əlaqələndirilir [4]. Məsələn, Pnmt Cre-Lacz modelində kardiostimulyatora bənzər bir fenotipi ifadə edən HCN4 zülalına müsbət rəng verənlər və Pnmt Cre-Lacz modelində adrenergik nəsli ifadə edən XGAL boyanması SAN daxilində kardiostimulyator PdCM-lərə çevrilən ICA-ları təmsil etmək təklif olunur [4] ,31]. İnkişaf etməkdə olan ürəkdə İCA-ların rolu qeyri-müəyyən olaraq qalır, onların katexolaminergik fenotipi siqnalların modelləşdirilməsinə və s. kömək edirmi? [31]. Bununla belə, təklif edilmişdir ki, ICA-ların kardiostimulyator PdCM-lərə çevrilməsi birbaşa embrional kardiostimulyator və keçirici sistemin inkişafına kömək edir [4,31]. E8.5-də Pnmt+ ICA-lar tərəfindən ürəyin işğalı [4], E10.5-də sinir lifi hüceyrələrinin işğalından əvvəl və sonradan simpatik innervasiya [17], ICA-lardan və ya PdCM-lərdən yerli adrenergik siqnalların daha çox ola biləcəyi dəqiq bir pəncərə təmin edir. vacibdir. ICA-lar daha çox katekolaminerjik, daha çox miyosit kimi PdCMS-ə güman edilən transkripsiya dəyişikliyinə məruz qaldıqları üçün, PdCM-lər eyni vaxtda miyosit kimi ifadə profilini inkişaf etdirərkən, yerli olaraq bəzi adrenergik siqnallara töhfə verməyə davam edə bilər [70]. Bununla belə, Pnmt çatışmazlığı olan siçanların istirahətdə normal ümumi fenotipləri olduğu görünür [4] bunu dəstəkləmir. Adrenergik çatışmazlığın daha incə kardiostimulyator/keçirici fenotipə səbəb olub-olmadığını müəyyən etmək üçün bu Pnmt çatışmazlığı olan siçanlarda, o cümlədən stress altında [4] keçirmə yollarının əlavə tədqiqi tələb olunur. Bundan əlavə, inkişaf etməkdə olan PdCM populyasiyalarında təkhüceyrəli RNT ardıcıllığı kimi yeni yüksək rezolyusiyaya malik hüceyrə üsullarından istifadə inkişaf etməkdə olan və erkən ürəkdə PdCM-lərin potensial rollarına daha aydınlıq gətirə bilər. PdCM-lərin sadəcə olaraq CM-ləri təmin etməklə yanaşı, inkişaf etməkdə olan ürəyə töhfə verib-vermədiyini başa düşmək, inkişaf etməkdə olan ürəyin formalaşdırılmasında adrenergik siqnalın rolunu daha yaxşı başa düşməyi aydınlaşdıra bilər. hər il [87] - PdCM-lərin töhfələrinin daha çox öyrənilməsini tələb edən ümumi ürək problemini təmsil edir.

5.2.3. Pnmt mənşəli kardiyomiyositlər və ürək patologiyası

PdCMs həm kəskin, həm də xroniki olaraq ürək patologiyasına kömək edə bilər. Katexolaminlər miyokard işemiyası [88,89] və infarkt [90] kimi müəyyən kəskin stresslər zamanı ürək daxilində böyük miqdarda ifraz oluna bilər. Katekolaminlərin sərbəst buraxılması miokardın oksigen tələbatını artırır [91], əsas keçirici yollarda heterojenliyi gücləndirir [92,93] və CM kalsiumla işləmə disregulyasiyasına [54,94] səbəb ola bilər - digər mexanizmlərlə yanaşı, bunlar həddindən artıq katexolaminlərin qatqısının əsasını təşkil edir. potensial ölümcül ürək ritminin pozulmasına səbəb olan [51,94,95]. Bundan əlavə, həddindən artıq katekolaminerjik aktivlik ürək çatışmazlığı [96-98], stress səbəb olduğu kardiomiopatiya [99,100] və diabetik kardiomiopatiya [101] kimi bir neçə xroniki ürək patologiyası ilə əlaqələndirilir. Bu şərtlərin ürək-damar patofiziologiyasına katexolaminlərin töhfələrinin əsasını təşkil edən mexanizmlər bu fəslin əhatə dairəsindən kənarda mürəkkəb və aktiv tədqiqat sahələridir. Buna baxmayaraq, katexolaminlərin iştirakı göstərir ki, əgər PdCM-lər yerli katekolaminerjik siqnalizasiyanın tənzimlənməsinə töhfə verirsə, onda onların bu ürək patologiyalarında iştirakı araşdırmaya ehtiyac duyur. PdCM-lərin yetkin adrenergik siqnal qabiliyyəti olmasa belə, bəlkə də PdCM-lər xəstəlik vəziyyətlərində daha çox adrenergik fenotiplə fərqlənə bilər. Ürək çatışmazlığının fetusa bənzər metabolik vəziyyətə çevrilməsi kimi xəstəlik vəziyyətlərində CM fetusa bənzər fenotiplər getdikcə daha çox bildirilir [102]. Ola bilsin ki, belə fetal və ya bəlkə də inkişafa bənzər CM hüceyrə fenotiplərinin inteqrasiyası PdCM-lərin daha çox ICA kimi fenotipə qayıtmasına səbəb ola bilər [70]. Əlavə olaraq, sübutlar ürək Pnmt ifadəsinin qlükokortikoid vasitəçiliyi ilə tənzimlənməsinin rolunu dəstəkləyir [103-105], bəziləri PdCM-lərə təsirlər vasitəsilə vasitəçilik edilə bilər. Stressin səbəb olduğu xüsusi bir kardiomiopatiya - Takotsubo kardiomiopatiyası hipertrofiya və ilk növbədə ürəyin bazasında yenidən qurulma ilə özünü göstərir [99,100]. Digərləri, diferensial subhüceyrəvi cAMP domeninin tənzimlənməsi kimi katexolaminlərə cavabda apiko-bazal variasiyaları təklif etməyə çalışdılar [12]. Bununla belə, PdCM-lərin selektiv paylanmasını nəzərə alsaq, ürəyin əsası ətrafında əhəmiyyətli paylanma ilə [5-7] Takotsubo kardiyomiyopatiyasının PdCM adrenergik disregulyasiyasının xüsusilə ağır nümunəsini nümayiş etdirə biləcəyini fərz etmək cazibədardır. Bununla belə, bütün bu təkliflər daxilində biz hələ də PdCM-lərin iştirakının qoruyucu və ya zərərli olması ilə bağlı hər hansı fərziyyəni sübut edə bilmirik. Tək hüceyrəli RNT ardıcıllığı kimi xəstəlik modellərində PdCM-lərin əlavə tədqiqi onların xəstəliyə spesifik rollarını müəyyən etməyə kömək edə bilər və bəlkə də sağlam fiziologiyada normal funksiyalarını aydınlaşdırmağa kömək edə bilər.

PdCM-lər eksperimental olaraq istismar üçün bir fürsət təqdim edir. Optogenetika hüceyrə tipli spesifik modulyasiya və sorğulamağa imkan verən yeni bir sahədir yerində, opsinlər adlanan işığa həssas ion kanallarından istifadə etməklə [106]. Kardiyak optogenetika daha geniş optogenetik üsulların qabaqcıl tətbiqidir [107], lakin AAV9 kimi viral vektorlardakı dəyişkənlik, müxtəlif modellərdə transfeksiya effektivliyi [108,109] ilə məhdudlaşır. PdCM-lər və kanonik CM-lər arasındakı inkişaf fərqlərindən istifadə edərək, PdCM-lərdə fikirləri ifadə etmək üçün yeni yanaşmalar [5], artıq tədqiqatda ürək toxumasının yüksək spesifik məkan-zaman stimullaşdırılmasına imkan verən yeni metodologiyalar hazırlamaq üçün istifadə edilmişdir. əvvəlki elektrik stimullaşdırma üsulları ilə [5,67]. PdCM-lərin ürək optogenetikası üçün bir vasitə kimi müəyyən edilməsi, yəqin ki, ürəkdə elektrofizioloji kəşflərin növbəti nəslinə kömək edəcəkdir.

6. Nəticə

CM-lər üçün əvvəllər naməlum olan diferensial inkişaf yolunu bu yaxınlarda müəyyən etməyimiz potensial olaraq geniş təsirlərə malikdir [4,5]. Pnmt Cre-LacZ modeli [4] vasitəsilə PdCM-lərin ilk identifikasiyasından bəri biz PdCM-lərin və kanonik CM-lərin əsas oxşarlıqlarını və fərqliliklərini başa düşmüşük. İlk növbədə, görünür ki, PdCM-lər və kanonik CM-lər arasındakı əsas fərqlər PdCM-lərin böyüklərin ürəyində xüsusi sol tərəfli paylanmasıdır [5-7] və bəziləri böyüklərin ürəyində Pnmt ifadəsini saxlayır [5,6]. İnkişaf tarixi və epigenetik mənzərədəki fərq, sağlam ürək optogenetik tədqiqatı üçün artıq istifadə edilmişdir [5,67]. Bununla belə, bunun xaricində araşdırmalı olduğumuz çox şey var. PdCM-lərin sağlamlıq və xəstəlikdə yerli adrenergik siqnallara töhfə verib-verməməsi kimi bir çox "məlum bilinməyənlər" var. Bununla belə, yeni ürək optogenetikası, ürəyin avtonom tənzimlənməsi və əsas hüceyrə biologiyasının kəsişməsində dayandığımız üçün qaçırmamaq üçün diqqətli olmalıyıq "naməlum naməlumlar".

Məlumatların əlçatanlığı

Bu məqalədə əlavə məlumat yoxdur.

Rəqabət edən maraqlar

Müəlliflər maraqların toqquşması olmadığını bəyan edirlər.

Maliyyələşdirmə

Bu tədqiqat MRC (G10002647 və G1002082 to ML), BHF (PG/14/80/31106, PG/16/67/32340, PG/12/21/29473 və PG/11/59/29004) tərəfindən dəstəklənib. ML), Oksfordda BHF CRE (ML) qrantları, Çin Milli Təbiət Elmləri Fondu (nömrələr 81700308 və 31871181) və Siçuan Əyalətinin Ürək-damar Xəstəliklərinin Qarşısının Alınması və Müalicəsi üzrə Əməkdaşlıq İnnovasiya Mərkəzi, Cənub-Qərb Tibb Universiteti (xtcx2016-19) ).


Əsas Nöqtələr

Bir neçə mexanizm ürək zədəsini bərpa etmək üçün hüceyrə əsaslı müalicələrin effektivliyini izah edə bilər

Mexanizmlərə hüceyrə diferensiasiyası və aşılanması və parakrin faktorların sərbəst buraxılması daxildir

Sümük iliyindən əldə edilən mezenximal kök hüceyrələr zədədən sonra miyokardın bərpasını stimullaşdırır, lakin fərqləndirmə üçün dəlil yoxdur.

Ürəkdə çıxarıla və yetişdirilə bilən endogen kök hüceyrələr var ex vivo

Ürək, ehtimal ki, ürəyin təmirinə vasitəçilik edən struktur və funksional bölmələri təmsil edən kök hüceyrə yuvalarını ehtiva edir.


SAN və AVN-nin ürək dövranını necə idarə etdiyini təsvir edin.

Tələbə bu barədə addım-addım düşünməlidir:

1. SAN ürək döyüntüsünü işə salır: Sinoatrial node (SAN) qulaqcıqlara elektrik impulsları göndərərək ürəyin daralmasına başlayır. Bunlar kortəbii olaraq başlayır, çünki miyositlər (ürək hüceyrələri) miogendir.

2. Qulaqcıqların daralması: Bu, atriyal daralmaya səbəb olur.

3. AVN-də gecikmə: Bu impulslar atrio-ventrikulyar düyünə (AVN) çatır, bu da daha sonra qulaqcıqların büzülməsinə və qulaqcıqlardakı qanı mədəciklərə itələyərək qulaqcıqları boşaltmasına imkan vermək üçün impulsu daha da gecikdirir.

4. AVN daha sonra ürəyin əsasına əlavə elektrik impulsları keçir: Daha sonra AVN elektrik impulslarını ürəyin Purkinje liflərindən aşağıya onun zirvəsinə göndərir.

5. Mədəciklərin daralması: Qanın mədəciklərdən aortaya və ağciyər arteriyasına boşaldılması üçün mədəciklərin daralması ürəyin altından yuxarıya doğru başlanır.

Mübadilə edilə bilən sözlər: elektrik fəaliyyətinin dalğaları/impulsları.

Mümkünsə, qısaltmaların tam adlarını yazın: SAN və AVN.


19.2 Ürək Əzələsi və Elektrik Fəaliyyəti

Xatırladaq ki, ürək əzələsi həm skelet əzələsi, həm də hamar əzələ ilə bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir, lakin onun özünəməxsus xüsusiyyətləri vardır. Bu müstəsna xüsusiyyətlərin ən azı daralma mexanizmini işə salmaq üçün hüceyrədən hüceyrəyə sürətlə yayılan sabit bir sürətlə elektrik potensialını başlatma qabiliyyətidir.Bu xüsusiyyət autoritmiklik kimi tanınır. Bunu nə hamar, nə də skelet əzələsi edə bilməz. Ürək əzələsinin avtoritmi olmasına baxmayaraq, ürək dərəcəsi endokrin və sinir sistemləri tərəfindən modulyasiya olunur.

Ürək əzələsi hüceyrələrinin iki əsas növü var: miokardın kontraktil hüceyrələri və miokard keçirici hüceyrələr. Miokardın kontraktil hüceyrələri qulaqcıqlarda və mədəciklərdə olan hüceyrələrin əsas hissəsini (99%) təşkil edir. Kontraktil hüceyrələr impulslar aparır və qanı bədənə pompalayan daralmalardan məsuldurlar. Miokard keçirici hüceyrələr (hüceyrələrin 1 faizi) ürəyin keçirici sistemini təşkil edir. Purkinje hüceyrələri istisna olmaqla, onlar ümumiyyətlə kontraktil hüceyrələrdən çox kiçikdirlər və büzülmə üçün lazım olan miofibril və ya filamentlərin bir neçəsinə malikdirlər. Onların funksiyası bir çox cəhətdən neyronlara bənzəyir, baxmayaraq ki, onlar ixtisaslaşmış əzələ hüceyrələridir. Miyokardiyal keçirici hüceyrələr ürək boyunca hərəkət edən və qanı hərəkətə gətirən daralmalara səbəb olan fəaliyyət potensialını (elektrik impuls) başlatır və təbliğ edir.

Ürək əzələsinin quruluşu

Skelet əzələsinin nəhəng silindrləri ilə müqayisədə, ürək əzələsi hüceyrələri və ya kardiyomiyositlər, daha kiçik diametrlərlə xeyli qısadır. Ürək əzələsi eyni zamanda hüceyrənin uzunluğu boyunca sarkomerlərdə təşkil olunan miofilamentlərin və fibrillərin dəqiq düzülüşünə aid olan tünd A zolaqlarının və işıq I zolaqlarının növbələşən naxışını nümayiş etdirir (Şəkil 19.17).a). Bu kontraktil elementlər skelet əzələsi ilə demək olar ki, eynidir. T (eninə) borular səthi plazma membranından, sarkolemmadan hüceyrənin daxili hissəsinə nüfuz edərək, elektrik impulsunun içəriyə çatmasına imkan verir. T borucuqları yalnız Z disklərində, skelet əzələlərində isə A və I zolaqlarının qovşağında olur. Buna görə də ürək əzələsində skelet əzələsindəki qədər T borucuqları var. Bundan əlavə, sarkoplazmatik retikulum az miqdarda kalsium ionunu saxlayır, ona görə də kalsium ionlarının çoxu hüceyrələrdən kənardan gəlməlidir. Nəticə daralmanın daha yavaş başlamasıdır. Mitoxondriya çoxludur, ürəyin daralması üçün enerji verir. Tipik olaraq, kardiyomiyositlər tək, mərkəzi nüvəyə malikdir, lakin bəzi hüceyrələrdə iki və ya daha çox nüvə tapıla bilər.

Ürək əzələsi hüceyrələri sərbəst şəkildə budaqlanır. İki bitişik hüceyrə arasındakı qovşaq, əzələlərin sinxron yığılmasını dəstəkləməyə kömək edən interkalasiya edilmiş disk adlanan kritik bir quruluşla qeyd olunur (Şəkil 19.17).b). Qonşu hüceyrələrdən gələn sarkolemmalar interkalasiya olunmuş disklərdə birləşir. Onlar desmosomlardan, xüsusi əlaqələndirici proteoqlikanlardan, sıx birləşmələrdən və hüceyrələr arasında ionların keçməsinə imkan verən və büzülməni sinxronlaşdırmağa kömək edən çoxlu sayda boşluq qovşaqlarından ibarətdir (Şəkil 19.17).c). Hüceyrələrarası birləşdirici toxuma da hüceyrələri bir-birinə bağlamağa kömək edir. Bu hüceyrələrin güclü şəkildə bir-birinə bağlanmasının vacibliyi, büzülmə nəticəsində yaranan qüvvələr tərəfindən tələb olunur.

Ürək əzələsi ilk növbədə lipidləri və karbohidratları metabolizə edən aerob tənəffüs nümunələrindən keçir. Mioqlobin, lipidlər və qlikogen hamısı sitoplazmada saxlanılır. Ürək əzələsi hüceyrələri uzun odadavamlı dövrlərlə seğirmə tipli daralmalara məruz qalır, ardınca qısa relaksasiya dövrləri olur. Ürəyin növbəti dövr üçün qanla dolması üçün istirahət vacibdir. Refrakter dövr tetaniya ehtimalının qarşısını almaq üçün çox uzundur, bu vəziyyətdə əzələ qeyri-iradi olaraq büzülür. Ürəkdə tetaniya həyatla uyğun gəlmir, çünki ürəyin qanı vurmasına mane olur.

Gündəlik Bağlantı

Təmir və dəyişdirmə

Zədələnmiş ürək əzələ hüceyrələrinin özlərini bərpa etmək və ya mitoz yolu ilə ölü hüceyrələri əvəz etmək qabiliyyəti olduqca məhduddur. Son dəlillər göstərir ki, ən azı bəzi kök hüceyrələr ürəkdə qalır və onlar bölünməyə davam edir və ən azı potensial olaraq bu ölü hüceyrələri əvəz edir. Bununla belə, yeni yaranan və ya təmir edilən hüceyrələr nadir hallarda orijinal hüceyrələr qədər funksional olur və ürək funksiyası azalır. Ürək böhranı və ya MI vəziyyətində, ölü hüceyrələr tez-tez çapıq toxuması ilə əvəz olunur. Ürək transplantasiyasını uğurla almış şəxslər üzərində aparılan yarılmalar orijinal hüceyrələrin bir qədər çoxaldığını göstərir. Tədqiqatçılar yeni hüceyrələr yaradan mexanizmin kilidini aça bilsələr və ürək əzələsinin tam mitotik imkanlarını bərpa edə bilsələr, infarktdan sağ qalanlar üçün proqnoz xeyli yaxşılaşacaq. Bu günə qədər xəstənin daxilində istehsal olunan miokard hüceyrələri (yerindəPetri qablarında yetişdirilsə də, ürəyin kök hüceyrələri tərəfindən fəaliyyət göstərmir.in vitro) döyün. Bəlkə də tezliklə bu sirr açılacaq və müalicədə yeni irəliləyişlər adi hala çevriləcək.

Ürəyin keçirici sistemi

Əgər embrion ürək hüceyrələri Petri qabına bölünür və canlı saxlanılırsa, hər biri öz elektrik impulsunu yarada bilir və sonra daralır. İki müstəqil döyünən embrion ürək əzələsi hüceyrəsi bir yerə yerləşdirildikdə, daha yüksək xas sürətə malik hüceyrə tempi təyin edir və impuls daralmanı tetiklemek üçün daha sürətli hüceyrədən daha yavaş hüceyrəyə yayılır. Daha çox hüceyrə birləşdikcə, ən sürətli hüceyrə sürətə nəzarət etməyə davam edir. Tam inkişaf etmiş bir yetkin ürək ürəyin keçirici sisteminin bir hissəsi olaraq ən sürətli hüceyrələr tərəfindən işə salınan öz elektrik impulsunu yaratmaq qabiliyyətini saxlayır. Ürək keçirici sisteminin komponentlərinə sinoatrial düyün, atrioventrikulyar düyün, atrioventrikulyar dəstə, atrioventrikulyar dəstə budaqları və Purkinye hüceyrələri daxildir (Şəkil 19.18).

Sinoatrial (SA) qovşağı

Normal ürək ritmi, sağ atriumun yuxarı və arxa divarlarında yuxarı vena kava ağzının yaxınlığında yerləşən miokard keçirici hüceyrələrin xüsusi bir dəstəsi olan sinoatrial (SA) node tərəfindən qurulur. SA nodu ən yüksək depolarizasiya dərəcəsinə malikdir və ürəyin kardiostimulyatoru kimi tanınır. Bu, sinus ritmini və ya normal elektrik modelini, ardından ürəyin daralmasını başlatır.

Bu impuls SA düyünündə başlanmasından atrium boyunca xüsusi internodal yollar vasitəsilə atrial miokardın kontraktil hüceyrələrinə və atrioventrikulyar düyünlərə yayılır. İnternodal yollar üç zolaqdan (ön, orta və arxa) ibarətdir ki, onlar birbaşa SA düyünündən keçirici sistemdə növbəti düyünə, atrioventrikulyar düyünə aparır (bax Şəkil 19.18). İmpuls bu iki qovşaq arasında hərəkət etmək üçün təxminən 50 ms (millisaniyə) çəkir. Bu yolun nisbi əhəmiyyəti müzakirə edilmişdir, çünki impuls sadəcə atriumdakı miokardın kontraktil hüceyrələri vasitəsilə hüceyrə-hüceyrə yolu ilə atrioventrikulyar düyünə çatacaqdır. Bundan əlavə, impulsu birbaşa sağ atriumdan sol atriuma keçirən Bachmann paketi və ya interatrial zolaq adlı xüsusi bir yol var. Yoldan asılı olmayaraq, impuls atrioventrikulyar septuma çatdıqda, ürək skeletinin birləşdirici toxuması impulsun atrioventrikulyar düyün istisna olmaqla, mədəciklərdə miokard hüceyrələrinə yayılmasının qarşısını alır. Şəkil 19.19 SA düyünündə impulsun başlamasını təsvir edir, sonra impulsu atrium boyunca atrioventrikulyar düyünə yayar.

Elektrik hadisəsi, depolarizasiya dalğası əzələ daralması üçün tətikdir. Depolarizasiya dalğası sağ atriumda başlayır və impuls həm qulaqcıqların yuxarı hissələrinə, sonra da kontraktil hüceyrələrə yayılır. Daha sonra kontraktil hüceyrələr qanı mədəciklərə səmərəli şəkildə vuraraq qulaqcıqların yuxarı hissəsindən aşağı hissələrinə doğru büzülməyə başlayır.

Atrioventrikulyar (AV) düyün

Atrioventrikulyar (AV) düyün, atrioventrikulyar septumun içərisində sağ atriumun aşağı hissəsində yerləşən xüsusi miokard keçirici hüceyrələrin ikinci yığınıdır. Septum impulsun AV düyünündən keçmədən birbaşa mədəciklərə yayılmasının qarşısını alır. AV node depolarizasiyadan və impulsu atrioventrikulyar dəstəyə ötürməzdən əvvəl kritik bir fasilə var (bax Şəkil 19.19, addım 3). Ötürülmədə bu gecikmə qismən impulsu yavaşlatan node hüceyrələrinin kiçik diametrinə aiddir. Həmçinin, nodal hüceyrələr arasında keçiricilik keçirici hüceyrələr arasında olduğundan daha az səmərəlidir. Bu amillər o deməkdir ki, düyündən keçmək üçün impuls təxminən 100 ms lazımdır. Bu fasilə ürək funksiyası üçün çox vacibdir, çünki impuls mədəciyin hüceyrələrinə ötürülməzdən əvvəl atrial kardiyomiyositlərə qanı mədəciklərə pompalayan daralmalarını tamamlamağa imkan verir. SA düyünü tərəfindən həddindən artıq stimullaşdırma ilə AV düyünü dəqiqədə 220 impulsları maksimum ötürə bilər. Bu, sağlam gənc fərddə tipik maksimum ürək dərəcəsini təyin edir. Zədələnmiş ürəklər və ya dərmanlar tərəfindən stimullaşdırılan ürəklər daha yüksək sürətlə müqavilə bağlaya bilər, lakin bu dərəcələrdə ürək artıq qanı effektiv şəkildə pompalaya bilmir.

Atrioventrikulyar dəstə (Onun dəstəsi), dəstə budaqları və Purkinje lifləri

AV noddan yaranan atrioventrikulyar dəstə və ya His dəstəsi, adətən sol və sağ dəstə budaqları adlanan iki atrioventrikulyar dəstə budaqlarına bölünməzdən əvvəl mədəciklərarası septumdan keçir. Sol budaqda iki fasikül var. Sol dəstə qolu sol mədəciyi, sağ dəstə isə sağ mədəciyi qidalandırır. Sol mədəcik sağdan çox böyük olduğundan, sol mədəciyin budağı da sağdan xeyli böyükdür. Sağ paket filialının hissələri moderator bandında yerləşir və sağ papiller əzələləri təmin edir. Bu əlaqəyə görə, hər bir papiller əzələ impulsu təxminən eyni vaxtda alır, buna görə də mədəciklərin miokard kontraktil hüceyrələrinin qalan hissəsinə qədər eyni vaxtda daralmağa başlayırlar. Bunun sağ mədəciyin büzülməsindən əvvəl xorda tendineae üzərində gərginliyin yaranmasına imkan verdiyi güman edilir. Solda müvafiq moderator qrupu yoxdur. Hər iki bağlama budaqları enir və Purkinje lifləri ilə birləşdiyi ürəyin zirvəsinə çatır (bax Şəkil 19.19, addım 4). Bu keçid təxminən 25 ms çəkir.

Purkinje lifləri mədəciklərdəki miokardın kontraktil hüceyrələrinə impuls yayan əlavə miokard keçirici liflərdir. Onlar ürəyin yuxarı hissəsindən atrioventrikulyar septum və ürəyin əsasına doğru bütün miokard boyunca uzanır. Purkinje lifləri sürətli bir ötürmə sürətinə malikdir və elektrik impulsu təxminən 75 ms-də bütün mədəcik əzələ hüceyrələrinə çatır (bax Şəkil 19.19, addım 5). Elektrik stimulu zirvədən başladığı üçün daralma da zirvədən başlayır və diş pastası borusunu aşağıdan sıxmağa bənzəyən ürəyin əsasına doğru gedir. Bu, qanın mədəciklərdən və aortaya və ağciyər gövdəsinə pompalanmasına imkan verir. SA düyünündə impulsun başlanmasından mədəciklərin depolarizasiyasına qədər keçən ümumi vaxt təxminən 225 ms-dir.

Ürək keçirici hüceyrələrdə membran potensialları və ionların hərəkəti

Fəaliyyət potensialı ürək keçirici hüceyrələr və ürək kontraktiv hüceyrələr arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Na + və K + mühüm rol oynasa da, Ca 2+ hər iki hüceyrə növü üçün də vacibdir. Skelet əzələləri və neyronlardan fərqli olaraq, ürək keçirici hüceyrələrin sabit istirahət potensialı yoxdur. Keçirici hüceyrələr natrium ionlarının normal və yavaş axınına imkan verən bir sıra natrium ion kanallarını ehtiva edir ki, bu da membran potensialının -60 mV-dən təxminən -40 mV-ə qədər yavaş-yavaş yüksəlməsinə səbəb olur. Nəticədə natrium ionlarının hərəkəti spontan depolarizasiya (və ya prepotensial depolarizasiya) yaradır. Bu nöqtədə kalsium ion kanalları açılır və Ca 2+ hüceyrəyə daxil olur və onu təxminən +15 mV dəyərə çatana qədər daha sürətli bir sürətlə depolarizasiya edir. Bu nöqtədə, kalsium ion kanalları bağlanır və K + kanalları açılır, K + axınına imkan verir və repolarizasiya ilə nəticələnir. Membran potensialı təqribən -60 mV-ə çatdıqda, K + kanalları bağlanır və Na + kanalları açılır və prepotensial faza yenidən başlayır. Bu fenomen ürək əzələsinin autoritmik xüsusiyyətlərini izah edir (Şəkil 19.20).

Ürək kontraktil hüceyrələrində membran potensialları və ionların hərəkəti

Büzülmə hüceyrələrini əhatə edən fərqli bir elektrik nümunəsi var. Bu zaman sürətli depolarizasiya, ardınca plato fazası və sonra repolarizasiya baş verir. Bu fenomen, ürək əzələsi hüceyrələrinin ikinci dəfə atəş edə bilmədən əvvəl qanı effektiv şəkildə pompalaması üçün tələb olunan uzun odadavamlı dövrləri əhatə edir. Bu ürək miyositləri normal olaraq öz elektrik potensialını işə salmırlar, əksinə impulsun onlara çatmasını gözləyirlər.

Kontraktil hüceyrələr keçirici hüceyrələrə nisbətən daha sabit istirahət mərhələsini atriyadakı hüceyrələr üçün təxminən −80 mV və mədəciklərdəki hüceyrələr üçün −90 mV-də nümayiş etdirir. Bu ilkin fərqə baxmayaraq, onların fəaliyyət potensialının digər komponentləri faktiki olaraq eynidir. Hər iki halda, fəaliyyət potensialı ilə stimullaşdırıldıqda, gərginliyə bağlı kanallar sürətlə açılır və depolarizasiyanın müsbət əks əlaqə mexanizmi başlayır. Müsbət yüklü ionların bu sürətli axını membran potensialını təqribən +30 mV-a qaldırır və bu zaman natrium kanalları bağlanır. Sürətli depolarizasiya dövrü adətən 3-5 ms davam edir. Depolyarizasiyadan sonra membran potensialının nisbətən yavaş azaldığı plato mərhələsi gəlir. Bu, böyük ölçüdə yavaş Ca 2+ kanallarının açılması ilə əlaqədardır, bir neçə K + kanalı açıq olduqda Ca 2+ hüceyrəyə daxil olur və K+ hüceyrədən çıxmağa imkan verir. Nisbətən uzun yayla mərhələsi təxminən 175 ms davam edir. Membran potensialı təxminən sıfıra çatdıqdan sonra Ca 2+ kanalları bağlanır və K+ kanalları açılır və K+ hüceyrədən çıxmağa imkan verir. Repolarizasiya təxminən 75 ms davam edir. Bu nöqtədə, membran potensialı bir daha istirahət səviyyəsinə çatana qədər azalır və dövr təkrarlanır. Bütün hadisə 250 ilə 300 ms arasında davam edir (Şəkil 19.21).

Ürək kontraktil əzələsi üçün mütləq odadavamlı dövr təxminən 200 ms, nisbi odadavamlı dövr isə təxminən 50 ms, cəmi 250 ms davam edir. Bu uzun müddət kritikdir, çünki qanı effektiv şəkildə pompalamaq üçün ürək əzələsi büzülməlidir və daralma elektrik hadisələrini izləməlidir. Uzun müddət davam edən odadavamlı dövrlər olmasaydı, ürəkdə vaxtından əvvəl sancılar meydana gələr və həyatla uyğun gəlmirdi.

Kalsium ionları

Kalsium ionları ürək əzələsinin fiziologiyasında iki mühüm rol oynayır. Onların yavaş kalsium kanalları vasitəsilə axını ürək əzələlərinin düzgün işləməsini təmin edən uzun müddətli plato fazasını və mütləq odadavamlı dövrü əhatə edir. Kalsium ionları həmçinin troponin-tropomiyozin kompleksində tənzimləyici zülal troponinlə birləşir, bu kompleks miyozin molekullarının başlarının daralmanın güc vuruşunu təmin edən aktin üzərində aktiv yerlərlə çarpaz körpülər yaratmasına mane olan inhibəni aradan qaldırır. Bu mexanizm demək olar ki, skelet əzələsi ilə eynidir. Büzülmə üçün lazım olan kalsiumun təxminən 20 faizi plato fazası zamanı Ca 2+ axını ilə təmin edilir. Qalan Ca 2+ daralma üçün sarkoplazmatik retikulumda anbardan buraxılır.

Keçirici Sistem Atəşinin Müqayisəli Dərəcələri

SA node və ürəyin bir neçə digər keçirici hüceyrələrində yuxarıda təsvir edilən sürətli depolarizasiya və repolarizasiyanın ardınca prepotensial və ya spontan depolarizasiya nümunəsi müşahidə olunur. SA düyünü kardiostimulyator olduğundan, keçirici sistemin hər hansı digər komponentindən daha tez eşik həddinə çatır. O, digər keçirici hüceyrələrə yayılan impulsları işə salacaq. Sinir və ya endokrin nəzarəti olmayan SA düyünü dəqiqədə təxminən 80-100 dəfə ürək impulsunu işə salırdı. Keçirici sistemin hər bir komponenti öz impulsunu yarada bilsə də, SA düyünündən Purkinje liflərinə doğru irəlilədikcə sürət tədricən yavaşlayır. SA nodu olmasaydı, AV düyün dəqiqədə 40-60 vuruşluq bir ürək dərəcəsi yaradardı. AV nodu bloklansaydı, atrioventrikulyar dəstə dəqiqədə təxminən 30-40 impuls sürətlə atəş edərdi. Dəstənin budaqlarının xas sürəti dəqiqədə 20-30 impuls olacaq və Purkinje lifləri dəqiqədə 15-20 impulsla yanacaq. Bir neçə müstəsna şəkildə təlim keçmiş aerobik idmançılar istirahət zamanı ürək döyüntülərinin dəqiqədə 30-40 vuruş aralığında olduğunu nümayiş etdirsələr də (ən aşağı qeydə alınan rəqəm velosipedçi Miguel Indurain üçün dəqiqədə 28 vuruşdur), əksər insanlar üçün dəqiqədə 50 vuruşdan aşağıdır. bradikardiya adlanan vəziyyəti göstərir. Xüsusi fərddən asılı olaraq, dərəcələr bu səviyyədən çox aşağı düşdükcə, ürək həyati toxumalara adekvat qan axını təmin edə bilməyəcək, ilkin olaraq sistemlər arasında funksiya itkisi, huşsuzluq və nəticədə ölümlə nəticələnəcəkdir.

Elektrokardioqramma

Səth elektrodlarını bədənə diqqətlə yerləşdirməklə ürəyin mürəkkəb, mürəkkəb elektrik siqnalını qeyd etmək mümkündür. Elektrik siqnalının bu izlənilməsi elektrokardioqramdır (EKQ) , eyni zamanda ümumi olaraq qısaldılmış EKG (K, kardiologiya üçün Alman terminindən gələn kardiologiya). EKQ-nin diqqətlə təhlili həm normal, həm də anormal ürək fəaliyyətinin ətraflı mənzərəsini ortaya qoyur və əvəzedilməz klinik diaqnostika vasitəsidir. Standart elektrokardioqraf (EKQ yaradan alət) 3, 5 və ya 12 aparıcıdan istifadə edir. Elektrokardioqrafın istifadə etdiyi tellərin sayı nə qədər çox olarsa, EKQ bir o qədər çox məlumat verir. "Qurğuşun" termini elektroddan elektrik yazıcısına qədər olan kabelə istinad etmək üçün istifadə edilə bilər, lakin o, adətən iki elektrod arasındakı gərginlik fərqini təsvir edir. 12 aparıcı elektrokardioqraf xəstənin dərisində standart yerlərdə yerləşdirilən 10 elektroddan istifadə edir (Şəkil 19.22). Davamlı ambulator elektrokardioqraflarda xəstə Holter monitoru və ya sadəcə olaraq Holter kimi tanınan kiçik, portativ, batareya ilə işləyən cihaz taxır ki, bu da xəstənin normal iş rejimi zamanı adətən 24 saat ərzində ürəyin elektrik fəaliyyətini davamlı olaraq izləyir.

Normal EKQ izləmə Şəkil 19.23-də təqdim olunur. Hər bir komponent, seqment və interval etiketlənir və bu hadisələrlə ürəkdəki daralma arasındakı əlaqəni nümayiş etdirərək mühüm elektrik hadisələrinə uyğun gəlir.

EKQ-də beş görkəmli nöqtə var: P dalğası, QRS kompleksi və T dalğası. Kiçik P dalğası qulaqcıqların depolarizasiyasını təmsil edir.Qulaqcıqlar P dalğasının başlamasından təxminən 25 ms sonra büzülməyə başlayır. Böyük QRS kompleksi mədəciklərin depolarizasiyasını təmsil edir, bu da mədəciklərin ürək əzələsinin daha böyük ölçüsünə görə daha güclü elektrik siqnalı tələb edir. QRS R dalğasının zirvəsinə çatdıqda mədəciklər büzülməyə başlayır. Nəhayət, T dalğası mədəciklərin repolarizasiyasını təmsil edir. Qulaqcıqların repolarizasiyası EKQ-də onu maskalayan QRS kompleksi zamanı baş verir.

EKQ izləmənin əsas seqmentləri və intervalları Şəkil 19.23-də göstərilmişdir. Seqmentlər iki dalğa arasındakı bölgələr kimi müəyyən edilir. Intervallara bir seqment üstəgəl bir və ya daha çox dalğa daxildir. Məsələn, PR seqmenti P dalğasının sonunda başlayır və QRS kompleksinin başlanğıcında bitir. PR intervalı P dalğasının başlanğıcından başlayır və QRS kompleksinin başlanğıcı ilə bitir. PR intervalı daha klinik əhəmiyyət kəsb edir, çünki o, atrial depolarizasiyanın başlanğıcından (P dalğası) QRS kompleksinin başlanmasına qədər olan müddəti ölçür. Bəzi izlərdə Q dalğasını görmək çətin ola bildiyi üçün ölçmə tez-tez daha asan görünən R-ə qədər uzadılır. İmpulsun SA düyünündən AV düyününə keçməsində gecikmə olarsa, PR intervalında görünərdi. Şəkil 19.24 ürəyin daralması hadisələrini EKQ-nin müvafiq seqmentləri və intervalları ilə əlaqələndirir.


Ürək hüceyrələri fəaliyyət potensialı ilə necə stimullaşdırılır? - Biologiya

An fəaliyyət potensialı membrana daxil edilmiş gərginliyə bağlı ion kanallarının fəaliyyəti nəticəsində yaranan həyəcanlı membranda transmembran gərginliyinin keçici dəyişməsidir. Fəaliyyət potensiallar çoxlu rol oynayır.
Tam məqalə >>>

Ürək fəaliyyət potensialı ixtisaslaşmışdır fəaliyyət potensialı ürəkdə, ürəyin elektrik keçirici sisteminin fəaliyyəti üçün zəruri olan unikal xüsusiyyətlərə malikdir.
Tam məqalə >>>

Neyronların vacib xüsusiyyətləri Fəaliyyət Potensial. Odadavamlı dövrlər. Na+ və K+ konsentrasiyaları bir müddət ərzində dəyişmir Fəaliyyət Potensial .
Tam məqalə >>>

odadavamlı dövr an dərhal sonrakı dövr hərəkət potensial, çətin olduğu və ya . The hərəkət potensial ya hər şey və ya heç bir elektrikdir.
Tam məqalə >>>

Depolarizasiyanın bu sıçrayışı ifadə edir hərəkət potensial. . Beləliklə, siqnal itkisi yoxdur hərəkət potensial akson boyunca hərəkət edir. .
Tam məqalə >>>

Dərsliyə istinad - Şəkil 44.9, s. 851.
Tam məqalə >>>

Fəaliyyət potensial: Membranın qısa müddətə çevrilməsi. aksondan aşağı hərəkət edən yük. burada görürsən, bir hərəkət potensial. sadəcə elektrikdir.
Tam məqalə >>>

Fəaliyyət Potensiallar. Miyelinli neyronlar. Çox skleroz. Odadavamlı dövr. hərəkət potensial . bu yolla, hərəkət potensial birindən tullanır.
Tam məqalə >>>

4 Fəaliyyət potensial artma. 5 Duzlu keçiricilik. 6 Odadavamlı dövr. 7 Diqqətəlayiq xüsusiyyətlər hərəkət potensial. 8 Aşkarlama və müşahidə.
Tam məqalə >>>

Nəzərə alın ki, hərəkət potensial aksondan aşağı qaçır, lakin adətən deyil. Böyük və kiçik deyə bir şey yoxdur hərəkət potensial. .
Tam məqalə >>>

An hərəkət potensial hüceyrə membranı boyunca hərəkət edən elektrik boşalması dalğasıdır. . və buna görə də hər biri hərəkət potensial-düşmə mərhələsi var, .
Tam məqalə >>>

The hərəkət potensial bir lokallaşdırılmış sahənin açılmasını stimullaşdırmaq üçün kifayətdir. Başladığı zaman bir hərəkət potensial, -də növbəti Na+-K+ qapısını stimullaşdırır.
Tam məqalə >>>

Bu məqalənin daha yeni versiyası mövcuddur: bax Fəaliyyət potensial Məktəblər Vikipediyasında. Tipik olaraq hərəkət potensial başlanğıc sinapsda baş verir, lakin baş verə bilər.
Tam məqalə >>>

The hərəkət potensial ardıcıllıq sinir rabitəsi üçün vacibdir. . sistemin neytrallığına doğru və yaradılmasının qarşısını alır hərəkət potensial. .
Tam məqalə >>>

3 Yuxarı vuruşun yaranmasında iştirak edən ionların sayının təxminləri hərəkət potensial . animasiya gif təsvir edir hərəkət potensial bir .
Tam məqalə >>>

Əsas Səhifə Nə əldə edirsiniz Müştərilər Haqqımızda Resurslar Dəstəklə əlaqə saxlayın. Copyright © 2001-2009 Fəaliyyət Potensial Networks, Inc.. Bütün hüquqlar qorunur. .
Tam məqalə >>>


Atrioventrikulyar (AV) düyün qulaqcıqları ayıran hissənin sağ tərəfində, sağ atriumun dibinə yaxın yerdə yerləşir. SA düyünündən gələn impulslar AV düyününə çatdıqda, onlar saniyənin onda biri üçün gecikir. Bu gecikmə mədəciklərin büzülməsindən əvvəl qulaqcıqların yığılmasına və məzmununu mədəciklərə boşaltmasına imkan verir.

Sonra impulslar atrioventrikulyar dəstəyə göndərilir. Bu liflər dəstəsi iki dəstəyə ayrılır və impulslar ürəyin mərkəzindən sol və sağ mədəciklərə aparılır.


Fəsil Baxışı

Ürək əzələsi yalnız ürəkdə olan zolaqlı əzələdir. Ürək əzələsi lifləri tək nüvəyə malikdir, budaqlanır və ürək daraldıqda lifləri bir yerdə saxlamaq üçün hüceyrələr və desmosomlar arasında depolarizasiya üçün boşluq qovşaqlarını ehtiva edən interkalasiya edilmiş disklərlə birləşir. Hər bir ürək əzələsi lifindəki daralma Ca++ ionları tərəfindən skelet əzələsinə bənzər şəkildə tetiklenir, lakin burada Ca++ ionları SR-dən və sarkolemmada gərginliyə bağlı kalsium kanalları vasitəsilə gəlir. Kardiostimulyator hüceyrələri sinsitium adlanan funksional vahid kimi ürək əzələsinin kortəbii daralmasını stimullaşdırır.


Ürək hüceyrələri fəaliyyət potensialı ilə necə stimullaşdırılır? - Biologiya

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal bütün dünyada mövcuddur. MDPI tərəfindən dərc edilmiş məqalənin, o cümlədən rəqəmlər və cədvəllər də daxil olmaqla, hamısının və ya bir hissəsinin təkrar istifadəsi üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası altında dərc olunan məqalələr üçün məqalənin hər hansı bir hissəsi orijinal məqaləyə aydın şəkildə istinad etmək şərti ilə icazəsiz təkrar istifadə edilə bilər.

Feature Papers sahədə yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala malik ən qabaqcıl tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorlar tərəfindən fərdi dəvət və ya tövsiyə əsasında təqdim olunur və dərc edilməzdən əvvəl ekspert rəyindən keçir.

Bədii məqalə ya orijinal tədqiqat məqaləsi, tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı özündə cəmləşdirən əsaslı yeni tədqiqat işi, ya da elmi sahədə ən maraqlı nailiyyətləri sistematik şəkildə nəzərdən keçirən sahədəki ən son irəliləyişlərə dair qısa və dəqiq yenilikləri olan hərtərəfli icmal sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağız tədqiqatın gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqlər haqqında dünyagörüşünü təqdim edir.

Redaktorun Seçimi məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar jurnalda bu yaxınlarda dərc edilmiş az sayda məqaləni seçirlər ki, onlar müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı və ya bu sahədə vacib olacaq. Məqsəd jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc edilmiş ən maraqlı işlərdən bəzilərinin şəklini təqdim etməkdir.


Ürəyin avtonom innervasiyası

Ümumi baxış

  • Avtonom sinir sistemi ürək döyüntüsünü, həyəcanlılığı, keçiriciliyi, relaksasiyanı və yığılma qabiliyyətini tənzimləyə bilir.
  • Simpatik liflər həm qulaqcıqları, həm də mədəcikləri innervasiya edir. Parasempatik liflər yalnız qulaqcıqları innervasiya edir.
  • Simpatik və/və ya parasimpatik sinir lifləri ilə ürək fəaliyyətinin modulyasiyası
  • Funksiya: ürək fəaliyyətinin uzunmüddətli tənzimlənməsi

Təriflər

  • Xronotropiya: ürək dərəcəsinə hər hansı təsir
  • Dromotropiya: miokardın keçiriciliyinə hər hansı təsir
  • İnotropiya: miokardın daralma gücünə hər hansı təsir
  • Lusitropiya: miokardın rahatlama sürətinə hər hansı təsir
  • Bathmotropy: miyokardın həyəcanlılığına hər hansı təsir
  • Atria və mədəciklər
  • Simpatik servikal gövdənin lifləri (yuxarı, orta və aşağı ürək siniri)
  • ↑ Ürək dərəcəsi, keçiricilik, kontraktillik və istirahət
  • Beta-nın aktivləşdirilməsi1adrenergik reseptorlar (Gs epinefrin və norepinefrin ilə ürəyin zülalla birləşməsi → ↑ adenilil siklazanın aktivliyi → ↑ SA nodekardiyomiyositlərində hüceyrədaxili cAMP konsentrasiyası, sonra:
    1. Gülməli natrium kanallarının və L tipli kalsium kanallarının keçiriciliyini artırır → ↑ kortəbii depolarizasiya zamanı kationların axını → ritmik ürək fəaliyyət potensialının başlaması üçün kardiostimulyatorun fəaliyyət potensialının 4-cü fazasında hədd potensialının daha sürətli əldə edilməsi → ↑ xrono ürək dərəcəsi (müsbət)
    2. Protein kinaz A (PKA) aktivləşdirir, bu da iki təsirə səbəb olur:
      • AV düyünündə L tipli Ca 2+ kanallarının fosforilasiyası → ↑ Ca 2+ girişi → ↑ Ca 2+ ilə induksiya olunan Ca 2+ fəaliyyət potensialı zamanı → ↑ daralma və keçirmə (müsbət inotrop və dromotropik)
      • Fosfolambanın fosforlaşması → sarkoplazmatik retikulumun aktivləşməsiCa 2+ -ATPase (SERCA) → ↑ Ca 2+-nın daralmadan sonra yenidən sarkoplazmatik retikuluma daşınması → daha sürətli relaksasiya (müsbət luzitrop)
      • Atria
      • Vagus sinirinin filialları
        • Servikal ürək filialları
        • Torakal ürək budaqları
        • ↓ Ürək dərəcəsi və atriyal kontraktilite
        • SA və AV düyünlərindəki parasimpatik muskarinik ACh reseptorları (alt tip M2) vasitəsilə ürəyə təsir edir.
          • M.-nin aktivləşdirilməsi2 SA node reseptorları (mənfi xronotropik)
            • Adenilil siklaza vasitəsilə gülməli natrium kanallarının keçiriciliyini azaldır, cAMP → ↓ kardiostimulyator cərəyanını azaldır (yavaş depolarizasiya mərhələsində depolarizasiya sürətini uzadır)
            • Yavaş kalium kanallarının keçiriciliyini artırır → istirahət membran potensialının hiperpolyarizasiyası (öhdəsindən gəlmək daha çətindir)

            Davamlı epinefrin artımları və uzun müddət davam edən simpatik fəaliyyət qan damarlarının endotelinə zərər verə bilər, qan təzyiqini yüksəldə, infarkt və insult riskini artıra bilər.

            Başlanğıcda, azalmış ejeksiyon fraksiyası simpatik tonun artması, RAAS aktivləşdirilməsi, ADH salınması və Frank-Starling mexanizmi ilə kompensasiya edilə bilər. Uzun müddətdə isə bu mexanizmlər ürəyin işini artırır və ürək çatışmazlığına səbəb olur. Antihipertenziv dərmanlar bu mexanizmləri hədəf alır.


            Videoya baxın: Əzələ Hüceyrələrində Sarkoplazmik Retikulumun rolu (BiləR 2022).