A szívverés matematikája!

Amit szívverésként érzékelünk, az valójában egymilliárdnál is több izomsejt összehangolt működése. Az idő nagy részében csak a nagyobb kamrák izomsejtjei húzódnak össze és elernydnek el. Amikor azonban a szívnek keményebben kell dolgoznia, a kisebb méretű pitvarok izomsejtjeire is támaszkodik.

A pitvar sejtjeinek egészsége a sejtek kalciumtartalmának speciális koncentrációjától függ. A Nottinghami Egyetem kutatóinak első ízben sikerült kidolgozniuk egy olyan matematikai modellt a kalcium működésével kapcsolatban a pitvar szívsejtjeiben, amely jelentősen megnöveli a szívbetegség és a stroke kezelésének esélyét. A tanulmány eredményei a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban jelentek meg.

Dr. Rüdiger Thul alkalmazott matematikus azt nyilatkozta, hogy az új modell a szubcelluláris kalciumjelzések kezdeményezésével és terjedésével kapcsolatban nyújt értékes klinikai információt. Ezáltal manipulálni lehet a sejttulajdonságokat a pitvar izomsejtek egészében, hogy így következtethessük ki, mely állapotok vezetnek rendellenességekhez. Ennek segítségével új kezeléseket fejleszthetünk ki a szívbetegség és a szívritmuszavarok, köztük a pitvarfibrilláció ellen is, amelyek trombózishoz vagy agyi érkatasztrófához vezethetnek.

Az emberi szív egymilliárdnál is többet ver egy élet során. A szív fő feladata a vér pumpálása. Ahhoz, hogy az összes érbe megfelelő mennyiségű vért pumpálhasson, a szív sejtjeinek minden összehúzódásával ver. Ezeknek az izomsejteknek a többsége a nagyobb kamrák körül helyezkednek el. Nyugalmi állapotban főként a kamrák felelősek a szív összehúzódásáért. Testmozgás során azonban, amikor gyorsabban kell a vért az erekbe pumpálni, a szív pitvarai is részt vesznek az összehúzódásban. Öregedéskor, vagy valamilyen szív rendellenesség, például pitvarfibrilláció esetén a pitvar izomsejtjei romlani kezdenek. Ennek következtében a pitvar nem támogatja olyan hatékonyan a szív összehúzódását. A pitvarfibrilláció számít a szívritmuszavar leggyakoribb formájának.

Számos kutatás kimutatta, hogy a pitvar izomsejtek összehúzódásának kiváltásához a kalciumkoncentráció kifinomult koreográfiát követ, melynek keretében a sejt különböző területein más-más koncentrációs értékek figyelhetők meg. A kamrai sejtekben ezzel szemben a kalciumkoncentráció szinte teljesen egységes az egész sejtben.

Dr. Thul elmagyarázta, az új modell legnagyobb értéke az, hogy lehetővé teszi a sejten belüli kalciumkoncentráció tanulmányozását egy időben a pitvar izomsejt egészében. Így részletesen vizsgálni lehet térben és időben az egészséges és a rendellenes állapotokban megfigyelhető kalciumkoncentrációk mintáját egyaránt.