U masnom tkivu koje okružuje srce nalazi se mreža od desetina hiljada neurona. Naučnici su dugo smatrali da ona uglavnom prenosi signale iz mozga.
Srce ubrzava kada potrčimo da stignemo autobus, preskoči kada se uplašimo, a zatim se postepeno smiri kada opasnost prođe. Iza navedenih radnji stoji složen sistem komunikacije između mozga, nerava, krvnih sudova i samog srca.
Ali dio ove priče odvija se na mjestu na koje naučnici kako se ispostavilo, dugo nisu obraćali dovoljno pažnje: u mreži nervnih ćelija smještenoj neposredno uz srce. Ova struktura se naziva intrinzični srčani nervni sistem (ICNS), a često se opisuje kao "mini mozak srca". Ne radi se o mozgu u pravom smislu te riječi, već o lokalnoj mreži neurona koja prima informacije, obrađuje ih i "podešava" rad srca.
Prema istraživanju objavljenom u časopisu Cell, ova mreža ne služi samo kao posrednik između centralnog nervnog sistema i srca, ona aktivno reguliše pojedine aspekte srčane funkcije i važna je za održavanje stabilnog srčanog ritma u zahtjevnim situacijama.
Nervna mreža skrivena uz srce
Kada govorimo o nervnom sistemu, najčešće zamišljamo mozak i kičmenu moždinu. Međutim, nervne ćelije postoje i izvan njih, u mrežama koje nadziru i regulišu rad unutrašnjih organa.
Intrinzični srčani nervni sistem čine grupe neurona i njihove međusobne veze, koncentrisane u nervnim čvorovima i masnim jastučićima na površini srca. Prema podacima u National Geographic-u, ova mreža obuhvata približno 40.000 neurona.
Njihov zadatak nije da "razmišljaju" o tome koliko brzo srce treba da kuca. Umjesto toga, oni učestvuju u preciznom podešavanju rada: utiču na brzinu otkucaja, električno provođenje impulsa i snagu kontrakcija u skladu sa potrebama organizma.
Dvije grupe neurona, dva različita zadatka
Novo istraživanje na miševima omogućilo je naučnicima da detaljnije ispitaju kako različite grupe neurona u srcu utiču na njegov rad.
Istraživači su identifikovali dvije populacije sa različitim funkcijama. Jedna, označena kao Npy+, učestvuje u održavanju uobičajene srčane aktivnosti, uključujući regulaciju srčanog ritma i koronarnog protoka krvi. Druga, označena kao Ddah1+, ima važnu ulogu u održavanju stabilnosti srca tokom intenzivnog fizičkog ili emocionalnog stresa, kada se povećava opasnost od poremećaja srčanog ritma.
Ovo otkriće menja način na koji naučnici razumiju kontrolu srca na lokalnom nivou. Umjesto jedinstvene mreže koja samo prenosi komande, pred njima se pojavljuje sistem sastavljen od specijalizovanih grupa neurona, od kojih svaka doprinosi drugačijem aspektu srčane funkcije.
Značaj ovih rezultata je veći kada se uzme u obzir da srce tokom dana neprestano prilagođava svoj rad. U mirovanju mu je potreban drugačiji ritam nego tokom trčanja, a fizički napor i snažne emocije mogu naglo da promijene zahtjeve koje organizam postavlja pred njega.
Srce ne zavisi samo od jedne centralne komande. Njegov rad reguliše više međusobno povezanih sistema koji razmjenjuju informacije i prilagođavaju se promjenama u organizmu.
Kako srce i mozak razgovaraju?
Veza između mozga i srca nije jednosmjerna. Kada mozak procijeni da smo u opasnosti, aktivira se simpatički nervni sistem. Srce brže kuca, a krvotok se prilagođava potrebama tijela. Kada opasnost prođe, parasimpatički sistem, uključujući signale koji putuju vagusnim nervom, doprinosi usporavanju srčanog ritma.
Ali informacije putuju i u suprotnom smjeru. Nervne strukture povezane sa srcem registruju promjene u njegovom radu i okolnom fiziološkom okruženju, a zatim učestvuju u regulaciji odgovora.
Intrinzični srčani nervni sistem predstavlja važan dio tog dijaloga. On prima signale iz centralnog nervnog sistema, ali ih povezuje sa informacijama koje dobija lokalno, što omogućava brze i precizne promjene srčane aktivnosti.
Zašto je ovo važno za liječenje srčanih bolesti?
Poremećaji srčanog ritma, poznati kao aritmije, nastaju kada električna aktivnost koja koordinira otkucaje srca postane nepravilna. Neki su relativno bezazleni, dok drugi ozbiljno ugrožavaju zdravlje.
Dosadašnje terapije usmjerene su na električni sistem srca, srčani mišić i krvne sudove. Lijekovi mogu da kontrolišu ritam ili smanje rizik od komplikacija, ali ponekad izazivaju neželjene efekte. Kod određenih pacijenata koriste se i kateterske procedure kojima se ciljano djeluje na tkivo odgovorno za nastanak ili održavanje aritmije.
Novo razumijevanje nervnih mreža srca otvara još jednu mogućnost: umjesto da se djeluje na širok sistem koji utiče na mnoge funkcije, buduće terapije mogle bi da ciljaju određene grupe neurona koje učestvuju u konkretnom poremećaju.
Istraživači razmatraju različite pristupe, uključujući preciznije oblike električne stimulacije, lijekove koji djeluju na određene molekularne mete, fokusirani ultrazvuk i, dugoročno, intervencije zasnovane na genskim tehnologijama.
Iako rezultati istraživanja na miševima pružaju važne tragove, ljudsko srce je složen sistem. Naučnici tek treba da utvrde koliko se precizno ove dvije grupe neurona ponašaju u ljudskom srcu, kako se njihove funkcije mijenjaju tokom bolesti i da li bi njihovo ciljano djelovanje zaista moglo da spriječi opasne aritmije bez neželjenih posljedica.
(EUpravo zato/National Geographic)