科學(xué)家發(fā)現(xiàn)心臟細(xì)胞的晝夜節(jié)律會(huì)影響其日常功能

一項(xiàng)新研究表明，心臟細(xì)胞中的晝夜節(jié)律如何幫助改變一天中的心臟功能，并可能解釋為什么輪班工人更容易出現(xiàn)心臟問題。

科學(xué)家們首次證明，心臟細(xì)胞通過細(xì)胞內(nèi)鈉離子和鉀離子水平的日常變化來調(diào)節(jié)它們的晝夜節(jié)律。心臟細(xì)胞內(nèi)外不同水平的鈉離子和鉀離子允許電脈沖引起它們的收縮并驅(qū)動(dòng)心跳。細(xì)胞離子濃度被認(rèn)為是相當(dāng)恒定的，但科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)心臟細(xì)胞實(shí)際上會(huì)在白天和黑夜改變其內(nèi)部鈉和鉀的水平。這預(yù)測(cè)了我們生活的日常需求，讓心臟在我們活躍時(shí)更好地適應(yīng)和維持增加的心率。

眾所周知，心臟細(xì)胞和其他組織中存在每日生物鐘。通常由荷爾蒙信號(hào)同步，使我們的內(nèi)部日常節(jié)奏與晝夜循環(huán)保持一致。心臟功能的日常節(jié)律已為人所知多年，并被認(rèn)為是由于白天神經(jīng)系統(tǒng)受到更大的刺激。這項(xiàng)由醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)和阿斯利康藍(lán)天計(jì)劃支持的新研究表明，每個(gè)心臟細(xì)胞內(nèi)的晝夜節(jié)律也會(huì)影響心率。

該團(tuán)隊(duì)由英國(guó)劍橋 MRC 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，與阿斯利康合作，表示了解離子水平的這些變化如何在一天內(nèi)改變心臟功能可能有助于解釋為什么輪班工人更容易患心臟病- 因?yàn)橛尚呐K時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的離子節(jié)律與來自大腦時(shí)鐘的刺激“不同步”。這種新的理解可能會(huì)導(dǎo)致更好的治療和預(yù)防措施來對(duì)抗心臟病。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究發(fā)現(xiàn)，鈉和鉀的這些日常節(jié)律會(huì)發(fā)生，從而允許細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變化，而離子實(shí)際上被泵出，為蛋白質(zhì)水平的日常增加“騰出空間”。該研究的主要作者 Alessandra Stangherlin 驚訝地發(fā)現(xiàn)，在分離的細(xì)胞和心臟組織中，鈉/鉀水平的變化高達(dá) 30%。這使分離的心臟細(xì)胞的電活動(dòng)產(chǎn)生了驚人的兩倍每日變化。在小鼠中，這似乎與了解心率的日常變化與神經(jīng)控制同樣相關(guān)。

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