Równowaga mocy serca
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
