Kalifornijos universiteto (UC) San Diege mokslininkai pirmą kartą nustatė tikslų genetinį kelią, jungiantį širdį su smegenimis, kuris sukelia alpimą, dar vadinamą sinkope. Tai ne tik apskritai įdomus atradimas, bet ir galimybė rasti veiksmingą gydymą ligoms, kurioms būdingas dažnas alpimas.
Tradiciškai buvo manoma, kad smegenys siunčia signalą širdžiai, o ši vykdo nurodymus. Tačiau biologijos mokslų docento Vineeto Augustine vadovaujama tyrėjų komanda sugebėjo įrodyti, kad šis kelias yra tik dalis visos istorijos.
„Mes nustatėme, kad širdis taip pat siunčia signalus atgal į smegenis, kurie gali pakeisti smegenų veiklą, – sako V. Augustine'as. – Mūsų tyrimas yra pirmasis išsamus genetiškai apibrėžto širdies reflekso, kuris tiksliai atkartoja žmogaus sinkopės ypatybes fiziologiniu, elgesio ir neuroninio tinklo lygmenimis, įrodymas.“
Komanda nagrinėjo nervinius mechanizmus, susijusius su 1867 m. nustatyta širdies funkcija Bezoldo-Jarischo refleksu (BJR). Buvo manoma, kad BJR, kuriam būdingas sumažėjęs širdies susitraukimų dažnis, kraujospūdis ir kvėpavimas, yra susijęs su alpimu – tačiau tai niekada nebuvo įrodyta.
Dabar mokslininkai išnagrinėjo genetinę jutiminių struktūrų – kurios yra klajoklinių nervų, perduodančių signalus tarp smegenų ir širdies, dalis – sandarą. Čia esantys klajoklinių nervų jutiminiai neuronai (VSN) siunčia signalus į smegenų kamieną ir yra susiję su BJR ir alpimu.
Pasitelkę optogenetiką, kad nukreiptų konkrečius neuronus, tyrėjai sugebėjo pelėms sužadinti NPY2R (neuropeptido Y receptorius Y2) klajoklinių nervų jutiminius neuronus, dėl ko gyvūnai akimirksniu nualpdavo. Naudodami stebėjimų duomenis, išsamius smegenų neuronų duomenis ir mašininį mokymąsi, mokslininkai sugebėjo parodyti, koks svarbus NPY2R vaidmuo sukeliant alpimą.
Suaktyvėjus šiems neuronams, pelėms išsiplėtė vyzdžiai ir pasireiškė alpimas, sulėtėjo širdies ritmas ir kvėpavimas, sumažėjo kraujospūdis.
Pašalinus NPY2R VSN, pelių BJR ir alpimas liovėsi. Taigi, nors ankstesniuose tyrimuose buvo parodyta, kaip sumažėjusi kraujo tėkmė į smegenis sukelia alpimą, dabar atrodo akivaizdu, kad šis kelias yra dvipusis, o informacija perduodama atgal į smegenis.
„Neurologai tradiciškai mano, kad kūnas tiesiog seka smegenis, tačiau dabar tampa labai aišku, kad kūnas siunčia signalus į smegenis, o smegenys keičia savo funkciją, – sako V. Augustine.
Šios išvados atveria potencialias galimybes atlikti mokslinius tyrimus siekiant geriau suprasti ir gydyti įvairius psichikos ir neurologinius sutrikimus, kurie pasižymi aiškiu ryšiu tarp smegenų ir širdies.
„Taip pat tikimės atidžiau ištirti smegenų kraujotaką ir nervinius kelius smegenyse sinkopės metu, kad geriau suprastume šią dažną, bet paslaptingą būklę“, – pažymėjo tyrėjai tyrime.
Komanda tikisi, kad dabar pavyks nustatyti tikslias sąlygas, kurių reikia, kad sužadintų VSN, ir tyrimus panaudoti kuriant tikslines su alpimu susijusių sveikatos sutrikimų gydymo priemones.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature“.
Parengta pagal „New Atlas“.
