关于心脏对压力的“战斗或逃跑”反应的新见解
即使对那些没有心脏病的人来说，当你的心脏因压力而“加速”时，也是一种特殊的感觉。爱荷华大学的研究人员发现，这种节奏变化的部分原因是钙/钙调素依赖性蛋白激酶II (CaM激酶II)被人体“战斗或逃跑”的压力反应所调动。
这一发现挑战了心脏维持和平功能的传统观念，并为找到抑制CaM激酶II的方法有助于控制疾病的观点提供了支持心心律失常和其他心脏疾病患者的心率问题。这项研究结果发表在3月9日的《科学》杂志网络版上美国国家科学院院刊。
该研究的首席研究员、uiroy J. and Lucille a . Carver医学院内科研究科学家吴跃进博士说，以前对心脏起搏功能的理解主要集中在β -肾上腺素能受体上。
“在压力下刺激β -肾上腺素能受体最终会增加一个特定离子通道的活性，这个离子通道以前被称为‘起搏器通道’，我们目前治疗心率加快的方法包括直接抑制这些β -肾上腺素能受体的药物，”吴说。“事实上，我们发现‘战斗还是逃跑’的很大一部分，心率反应取决于β -肾上腺素能刺激时CaM激酶II的激活。”
在德国最近的一项研究中，一只缺失起搏器离子通道基因的小鼠模型对异丙肾上腺素的反应出人意料地正常。与肾上腺素类似，异丙肾上腺素可以提高心率。这种反应意味着离子通道本身并不能解释生理上的“战斗或逃跑”心率反应。
基于这一观察，吴和其他同事在该论文的资深作者马克·安德森的实验室，医学博士，博士，UI部门的负责人心血管药物在美国，研究人员培育了老鼠CaM激酶II功能被抑制在心里细胞。当这些小鼠暴露于肾上腺素样物质异丙肾上腺素时，兴奋剂的作用没有发生。结果，没有CaM激酶II功能的小鼠比具有正常CaM激酶II功能的小鼠心率要慢得多。这一发现强调了激活CaM激酶II可以提高心率。
“对于一个心脏跳动正常的人来说，你不会想要抑制CaM激酶II的功能，”吴说。“但我们的研究结果表明，对心率快的人来说，抑制这种酶的功能可能是有益的。”当心脏跳动太快时，它就不能很好地泵送，如果心率过快持续下去，它会损害心脏肌肉。”
这项研究特别关注一种叫做窦房结细胞的特殊心脏细胞，这种细胞有助于维持心脏的正常节律。与影响收缩的其他心脏细胞相比，窦房细胞非常少——可能只有几百个。这种稀缺性意味着每个细胞都对正常的心脏功能至关重要。同样的稀缺性也给寻找足够的细胞用于研究带来了挑战。
基于法国的研究，Wu和他的同事们开发了一种从小鼠模型中提取单个窦房结细胞进行检查的方法。与心室细胞不同，窦房结细胞可以在没有电刺激的情况下自己跳动，这使得科学家在提取它们时可以看到它们的活动。
“通过检查单个细胞，我们能够看到非常基本的机制，”吴说。“从CaM激酶II被抑制的小鼠身上提取的窦房细胞不能促进钙的功能，因此，每个细胞的跳动能力减慢。由于心律失常患者的心跳太快，相反的问题可能是正确的——CaM激酶II功能过多，导致钙超载。”
该团队将继续研究CaM激酶II的功能和影响心脏的途径。
资料来源:爱荷华大学
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