Skip to main content

Cardiac electro-mechanical coupling in relation to ventricular arrhythmias in the intact human heart: from cardiac mapping and speckle tracking echocardiography to biomarkers

Article Category

Article available in the folowing languages:

Równowaga mocy serca

Aktywność elektryczna i funkcja mechaniczna ludzkiego serca są ze sobą powiązane. Ustalenie mechanizmu sprzężenia zwrotnego pomiędzy tymi procesami ma kluczowe znaczenie dla zdrowia człowieka.

Badania podstawowe
Zdrowie

Praca serca, polegająca na pompowaniu krwi, jest podtrzymywana przez impulsy elektryczne, które powstają w prawym przedsionku. W warunkach fizjologicznych, aktywacja i repolaryzacja elektryczna zapewniają rozkurczanie i kurczenie mięśnia sercowego. Mechaniczna deformacja serca prowadzi do zmian w elektrofizjologii mięśnia sercowego, co wskazuje na ścisłą interakcję obu procesów. Zwana jest ona elektromechanicznym sprzężeniem zwrotnym (MEF) serca i została w nikłym stopniu poznana in vivo. Naukowcy z finansowanego ze środków unijnych projektu CARDIO MEF zamierzali zbadać MEF u pacjentów poddawanych operacji na otwartym sercu. W tym celu, jednocześnie oceniali aktywność elektryczną i mechaniczną poprzez przyłącze, obejmujące wiele elektrod, oraz echokardiografię przezprzełykową. Szczególnym zainteresowaniem cieszyła się repolaryzacja komorowa, łącznie z dynamiką poszczególnych uderzeń i rozproszeniem przestrzennym. Zespoły badawcze wysunęły hipotezę, że zmiany obciążenia mięśnia sercowego mają bezpośredni, przewidywalny wpływ na elektrofizjologię, natomiast u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca mechaniczna niejednorodność może przyczynić się do wystąpienia niejednorodności elektrycznej, doprowadzając do stanu poprzedzającego arytmię. Analiza zgromadzonych danych wykazała zmianę w repolaryzacji i przedwczesne skurcze podczas zmian obciążenia komorowego. Taki efekt wystąpił wskutek przejściowej okluzji aort, co spowodowało ustępujące krążenie pozaustrojowe. Wykorzystując kombinację modelowania obliczeniowego i ludzkie dane eksperymentalne, naukowcy badali MEF na poziomie komórkowym. Model obliczeniowy pokazał, że obciążenie mechaniczne i aktywacja adrenergiczna mogą wpływać na dynamikę repolaryzacji mięśnia sercowego. Co ważne, te dwa procesy mogą oddziaływać synergistycznie w warunkach patologicznych i prowadzić do groźnej arytmii. W odrębnej części projektu, naukowcy zbadali mechanizmy, odpowiadające za naprzemienność repolaryzacji, zjawisko elektromechaniczne, związane z okresową zmiennością załamków T na elektrokardiogramie poszczególnych uderzeń. Wyniki wskazują na funkcję kalsekwestryny i rianodyny, białek, odpowiedzialnych za gospodarkę jonów wapnia. Podsumowując, badanie dostarczyło podstawowej wiedzy o wzajemnym powiązaniu pomiędzy aktywnością elektryczną i funkcją mechaniczną ludzkiego serca. Ponadto, uzyskane wyniki powinny mieć wpływ na przewidywanie arytmii komorowej oraz postępowanie z pacjentem.

Słowa kluczowe

Serce, elektromechaniczne sprzężenie zwrotne, CARDIO MEF, arytmia, naprzemienność repolaryzacji

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania