Pentru prima dată o echipa de specialişti a arătat că celulele inimii îşi reglează ritmurile circadiene prin ajustări zilnice ale nivelurilor de ioni de sodiu şi potasiu din interiorul celulei. Noul studiu indică modul în care ritmurile circadiene din celulele inimii ajută la schimbarea funcţiei cardiace pe parcursul zilei şi poate explica de ce indivizii care lucrează în schimburi sunt mai vulnerabili la problemele cardiace.
Nivelurile diferite de ioni de sodiu şi potasiu din interiorul şi exteriorul celulelor inimii conduc impulsul electric care provoacă contracţia şi conduce bătăile inimii. Se credea că nivelul celular al concentraţiilor de ioni este aproape constant, dar oamenii de ştiinţă au descoperit acum că celulele inimii îşi modifică nivelurile interne de sodiu şi potasiu atât în cursul zilei cât şi pe parcursul nopţii.
Acest lucru anticipează cerinţele vieţii noastre cotidiene, permiţând inimii să se acomodeze mai bine şi să susţină creşterea frecvenţei cardiace atunci când suntem activi.
Se ştia deja de existenţa ceasului intern din celulele inimii şi din alte ţesuturi care se sincronizează în mod normal prin semnale hormonale care aliniază zilnic ritmul nostru intern cu ciclul zi/noapte. Ritmurile zilnice ale funcţiei cardiace sunt cunoscute de ani de zile şi până acum se credea că acestea se datorează unei stimulări mai mari a sistemul nervos în timpul zilei. Noul studiu, susţinut de Medical Research Council şi de AstraZeneca Blue Sky Initiative, arată că ritmurile circadiene din fiecare celulă cardiacă pot afecta şi ele ritmul cardiac.
Echipa, condusă de oameni de ştiinţă de la Laboratorul MRC pentru Biologie Moleculară din Cambridge, Marea Britanie, în colaborare cu AstraZeneca, a arătat că modul în care diferenţele nivelurilor de ioni modifică funcţia inimii de-a lungul zilei ar putea explica de ce lucrătorii în schimburi sunt mai vulnerabili la problemele cardiace, indicând faptul că ritmurile ionice conduse de ceasul intern din inimă se desincronizează faţă de stimularea produsă de ceasul din creier. Această nouă înţelegere ar putea duce la tratamente mai bune şi la măsuri preventive pentru combaterea afecţiunilor cardiace.
Studiul, publicat în revista Nature Communications, a constatat că ritmurile zilnice în nivelul de sodiu şi potasiu apar pentru a permite modificări ale proteinelor celulare, ionii fiind literalmente pompaţi afară pentru a „face loc" creşterii zilnice a nivelului de proteine. Autoarea principală a studiului, Alessandra Stangherlin, s-a declarat uimită atunci când a văzut că nivelurile de sodiu/potasiu se schimbă cu până la 30% în celulele izolate şi în ţesutul cardiac. Acest lucru conferă o variaţie zilnică frapantă de două ori mai mare a activităţii electrice a celulelor cardiace izolate. Acest lucru s-a dovedit la fel de relevant şi la şoareci pentru a înţelege controlul nervos în schimbărea zilnică a ritmului cardiac.
„Modurile în care funcţia inimii se schimbă non-stop se dovedesc a fi mai complexe decât se credea anterior. Gradienţii ionici care contribuie la ritmul cardiac variaza de-a lungul ciclului zilnic. Acest lucru ajută probabil inima să facă faţă cerinţelor crescute în timpul zilei, când schimbările de activitate şi debitul cardiac sunt mult mai mari decât noaptea, când, în mod normal, dormim. Aceasta descoperire deschide posibilitatea interesantă a unor tratamente mai eficiente pentru afecţiunile cardiovasculare, cum ar fi livrarea de medicamente la momentul potrivit al zilei", spune dr. John O'Neill, de la Laboratorul MRC de Biologie Moleculară, care a condus cercetarea.
Deşi studiul a fost realizat în laborator, folosind celule şi şoareci, constatările sale sunt susţinute de un studiu aferent al unei echipe de colaboratori, condus de profesorul David Bechtold de la Universitatea din Manchester. Studiul acestora a demonstrat că ritmurile circadiene sunt în mod clar evidente în activitatea electrică şi ritmul inimii, atât la şoareci, cât şi la oameni şi că schimbările bruşte ale rutinei comportamentale sau ale tiparelor de somn pot perturba ritmurile cardiace normale.
Cele două studii luate împreună sugerează că stilul de viaţă care se opune ceasului nostru intern natural precum munca în schimburi, poate face ca ritmurile circadiene din celulele inimii să nu mai fie corelate cu comportamentul nostru şi astfel ceasul inimii să nu mai anticipeze fluctuaţiile care apar şi care sunt mai mari în timpul zilei la majoritatea indivizilor. Cercetătorii spun că acest lucru ar putea contribui la creşterea riscului de evenimente adverse, cum ar fi aritmiile şi moartea subită cardiacă, atunci când ritmurile circadiene sunt perturbate.
„Multe probleme ale inimii care pun viaţa în pericol se întâmplă în anumite momente ale zilei şi, mai des, la cei care lucrează în schimburi. Credem că atunci când ceasurile circadiene din inimă devin desincronizate faţă de cele din creier, ca în timpul lucrului în schimburi, sistemul nostru cardiovascular poate fi mai puţin capabil să facă faţă stresului zilnic al vieţii profesionale. Acest lucru face probabil inima mai vulnerabilă la disfuncţii", conchide dr. O'Neill.
