Kalbin Sırrı: Kendi Sinir Sistemi

Álvaro Quintana

Bu makale, insan vücudundaki sinir sistemi ve kalp arasındaki ilişkiyi araştırmaktadır.

Önemli noktaları göster

Sinir sistemi ve kardiyovasküler sistem, embriyogenez sırasında farklı embriyonik kökenlerine rağmen eşzamanlı olarak gelişir.
İntrakardiyak Sinir Sistemi (ICNS), kalp atışlarını otonom olarak kontrol eden ve vücudun fizyolojik ihtiyaçlarına adapte olan entegre bir sinir ağından oluşur.
Son araştırmalar, kalbin bağımsız işlevlerini düzenlemede özgün ve karmaşık bir sinir sistemine, yani 'küçük bir beyin'e benzeyen bir sisteme sahip olduğunu göstermektedir.
ICNS'nin düzensizliği, sempatik ve parasempatik sistemler arasında dengesizlik yaratarak aritmiler, kalp yetmezliği ve hipertansiyon gibi kardiyak hastalıklarla bağlantılıdır.
Kalbin sürekli hareketi, ICNS'nin incelenmesinde büyük zorluklar yaratmakta ve sınırlı laboratuvar modellerinin, örneğin izole hücreler veya zebra balığı kullanımını gerektirmektedir.
Araştırmacılar, kalpte bazı tiplerini 'kalp pili' özelliklerine sahip farklı nöron türleri tanımlamışlar ve bu, yeni tıbbi tedavilere kapı açmaktadır.
Şu anda, araştırmacılar kalbin beyninin merkezi beyin ile nasıl etkileşimde bulunduğunu ortaya çıkarmayı hedeflemektedir ve kardiyovasküler hastalıklar için yeni terapi hedefleri geliştirebilmeyi ummaktadırlar.

Kardiyak Otonom Sinirlerin Gelişimi

Kardiyovasküler ve sinir sistemlerinin gelişimi, insan embriyogenezi sırasında eşzamanlı olarak gerçekleşir. Sinir sistemi nöral ektodermden kaynaklanırken, kardiyovasküler sistem esas olarak mezodermden gelişir. Kardiyak otonom sinirlerin gelişimi dört farklı aşamaya ayrılabilir: (a) nöral krest hücrelerinin (NCC) dorsal aortaya göçü, (b) NCC'nın nöronlara farklılaşması, (c) omurga çevresinde sempatik innervasyon oluşturmak için nöronların toplanması/göçü

Neurosciencenews'den Araştırmacılar, tek hücreli RNA dizileme, anatomik çalışmalar ve elektrofizyolojik teknikler gibi yöntemler kullanarak kalpteki nöronların yapısını, organizasyonunu ve işlevini haritalamışlardır.

İntrakardiyak Sinir Sistemi: Organizasyon, Yapı ve İşlev

İntrakardiyak sinir sistemi, kalpte bulunan ve otonom kalp çıkışını düzenleyen entegratif bir site olarak görev yapan bir sinir ağıdır. Bu özsel sistem, kardiyak-kardiyak düzenleyici hiyerarşi içinde kısa bir geri besleme kontrol döngüsü olarak kabul edilir ve vücudun vasküler direncine ve metabolik taleplerine uyum sağlar. Bu hiyerarşi, sadece kalbin içindeki sinir ağlarını değil, aynı zamanda torakstaki ekstrakardiyak gangliyonları ve merkezi vücut merkezini de içerir.

Kardiyovasküler Hastalıkların Patofizyolojisinde ICNS'nin Rolü

İntrakardiyak sinir sistemi, çeşitli kardiyovasküler hastalıkların (iskemik kalp hastalığı, aritmiler, kalp yetmezliği (HF), hipertansiyon) patofizyolojisinde ve ayrıca merkezi sinir sisteminin kalp innervasyonunun yapay olarak bozulduğu durumlarda (örn., kalp nakli sonrası) son derece önemlidir. Bu karmaşık sistemin düzensizliği sıklıkla artmış sempatik aktivite ve azalmış parasempatik kalp yanıtıyla sonuçlanır ve morbiditede olumsuz sonuçlara katkıda bulunur.

ICNS Nasıl İncelenir?

ICNS'nin incelenmesi, düzenlenmesi ve işlevinin hızlı bir şekilde anlaşılmasını engelleyen birçok zorlukla karşılaşmıştır. Örneğin, kalbin sürekli hareketi, daha ileri seviyedeki in vivo elektrofizyolojik çalışmaların veya tüm organ hazırlıklarının yapılmasını önemli ölçüde engeller. Bu nedenle, bu çalışmaların çoğunun, bu sonuçların yorumlanmasında birçok sınırlama getiren in vitro hazırlanmış intrakardiyak nöronlar kullanılarak gerçekleştirilmesi şaşırtıcı değildir.

Indiatoday'den Araştırmacılar bu 'kalp beyin' ile merkezi beyin arasındaki etkileşimi keşfetmeyi amaçlıyor.

Böylece, kalbin öz düzenlemesi, beyinden çevreye kadar farklı kontrol seviyelerini kapsar. Sempatik ve parasempatik postgangliyonik nöronlar belirli kalp bölgelerinde gangliya ve pleksuslar halinde düzenlenir ve fizyolojik ve patolojik koşullarda kalp fonksiyonunu ayarlamada son rolü oynar. Bu nöronların daha iyi anlaşılması, yeni hastalık belirteçlerinin veya tedavi hedeflerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Karolinska Enstitüsü ve Columbia Üniversitesi'nden yapılan yeni araştırmalar, kalbin kendi sinir sistemi olan ve kalp atışını kontrol eden küçük bir beyne sahip olduğunu göstermektedir. Önceki düşüncelerden daha çeşitli ve karmaşık olan bu sistemin daha iyi anlaşılması, kalp hastalıkları için yeni tedavilere yol açabilir. Zebra balığı üzerinde yapılan bu çalışma, Nature Communications'da yayınlanmıştır. Uzun süre kalbin sadece beyinden gelen sinyalleri ileten otonom sinir sistemi tarafından kontrol edildiği düşünülmüştür. Kalp duvarının yüzeysel katmanlarında gömülü olan kalp sinir ağı, beyin sinyallerini ileten basit bir yapı olarak kabul edilmekteydi. Ancak, son araştırmalar bunun daha ileri bir fonksiyona sahip olduğunu öne sürmektedir.

Kalp Ritim Kontrolü

Bilim insanları artık, kalbin ritmini kontrol etmekte hayati öneme sahip olan kendi karmaşık sinir sistemine sahip olduğunu keşfettiler. "Bu 'küçük beyin', beyin nasıl hareket ve solunum gibi ritmik işlevleri düzenliyorsa, kalp atışlarını korumada ve kontrol etmede anahtar rol oynar," diyor bu çalışmayı yöneten ve İsveç'teki Karolinska Enstitüsü'ndeki Sinirbilim Bölümü'nde araştırmacı ve öğretim görevlisi olan Konstantinos Ampatzis. Araştırmacılar, kalpte farklı işlevlere sahip birkaç tür nöron belirlediler; bunlar arasında pacemaker özelliklerine sahip küçük bir grup da bulunmakta. Bu keşif, kalp atış hızının nasıl kontrol edildiğine dair mevcut görüşü sarsabilir ve klinik sonuçlara yol açabilir.

İnsan Kalbine Benzerlik

Konstantinos Ampatzis, "İntrakardiyak sinir sisteminin karmaşıklığını görmek bizi şaşırttı," diyor. "Bu sistemi daha iyi anlamak, kalp hastalıklarına dair yeni içgörüler sağlayabilir ve aritmiler gibi koşullar için yeni tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir." Çalışma, insan kalp hızına ve genel kardiyak fonksiyonuna güçlü benzerlikler gösteren bir hayvan modeli olan zebra balığı üzerine gerçekleştirilmiştir. Araştırmacılar, tek hücreli RNA dizileme, anatomik çalışmalar ve elektrofizyolojik teknikler gibi birçok yöntemi kullanarak intrakardiyak nöronların bileşimini, organizasyonunu ve işlevini haritalandırmayı başardılar.

News.ki.se'den Kalbin sinir sistemi, kalp pili işlevine sahip özel nöronları içerir.

Yeni Tıbbi Hedefler

"Artık kalp beyninin gerçek beyin ile nasıl etkileştiğini ve egzersiz, stres veya hastalık gibi farklı koşullar altında kalp fonksiyonlarını nasıl düzenlediğini araştırmaya devam edeceğiz," diyor Konstantinos Ampatzis. "Kalp sinir ağındaki bozuklukların çeşitli kalp bozukluklarına nasıl katkıda bulunduğunu inceleyerek yeni tedavi hedefleri belirlemeyi amaçlıyoruz." Bu çalışma, ABD'deki Columbia Üniversitesi'nden araştırmacılarla yakın işbirliği içinde ve Dr. Margarita Nilsson Vakfı, Erik ve Edith Fernström Vakfı, StratNeuro ve Karolinska Enstitüsü tarafından finanse edilmiştir. Bildirilen hiçbir çıkar çatışması yoktur.