بحث جديد: جميع خلايا القلب تبدأ بالنبض للمرة الأولى في نفس اللحظة وبشكل متزامن

كيف تبدأ خلايا القلب بالنبض؟

والآن، قدم التعاون بين مجموعة من الجامعات بقيادة باحثين في كلية الطب بجامعة هارفارد لمحة عن كيفية بدء الخلايا في القلب بالنبض.

وفي دراسة أجريت على أسماك الزرد "أو أسماك حمار الوحش"، اكتشف الفريق أن خلايا القلب تبدأ بالنبض فجأة وفي نفس اللحظة مع زيادة مستويات الكالسيوم والإشارات الكهربائية، وبالإضافة إلى ذلك، اكتشف الباحثون أن كل خلية قلب لديها القدرة على النبض بمفردها، دون الحاجة إلى جهاز تنظيم ضربات القلب، ويمكن أن تبدأ نبضات القلب في أماكن مختلفة، وتم نشر النتائج يوم أمس في عدد 27 أيلول من مجلة Nature.

آلية نظام ضربات القلب

وقال "شون ميغاسون" أستاذ بيولوجيا النظم في معهد بلافاتنيك، وأحد كبار المؤلفين المشاركين: "يولي الناس أهمية كبيرة لنبض القلب لدرجة أنه كان نقطة محورية في عدد كبير من الدراسات ولفترة طويلة، ولكن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من النظر إليها بعمق وبمثل هذا القدر من الدقة".

قد يكون التعرف على الآليات الأساسية الكامنة وراء بدء ضربات القلب أمراً مثيراً للاهتمام بطبيعته بالنسبة لعالم الأحياء الفضولي، ولكنه أيضاً مهم لفهم ما يحدث في المواقف التي لا يتطور فيها نظام القلب الذي ينظم ضربات القلب بشكل صحيح، أو يبدأ في الخلل".

وقال المؤلف المشارك "آدم كوهين" أستاذ الكيمياء والبيولوجيا الكيميائية والفيزياء في جامعة هارفارد: "ينبض القلب حوالي 3 مليارات مرة خلال متوسط فترة حياة الإنسان، ويجب ألا يتوقف أبداً، لكننا أردنا أن نرى كيف يتم تشغيل هذه الآلة المذهلة في أول مرة".

كيف تنتقل خلايا القلب من حالة السكون إلى حالة النبض؟

لم يبدأ الباحثون في دراسة كيفية بدء القلب بالنبض، وبدلاً من ذلك، كانوا يبحثون عن سؤال علمي من شأنه أن يجمع بين خبرة مختبر كوهين في تصوير النشاط الكهربائي واهتمام مختبر ميغاسون بدراسة كيف تتعلم الخلايا في أسماك الزرد عملية التواصل والتعاون، لكن بحثهم قادهم مباشرة إلى القلب.

لقد أدركوا أنه على الرغم من آلاف السنين من الأبحاث حول تطور القلب، والتي تعود إلى ملاحظات أرسطو، فإن تفاصيل كيفية بدء خلايا القلب بالنبض لا تزال لغزاً، ومن المحتمل أن يتمكنوا من حلها.

وأوضح ميغاسون: "أردنا الإجابة على سؤال أساسي: كيف تنتقل خلايا القلب من حالة السكون إلى حالة النبض؟ أي عندما يبدأ قلبك بالنبض للمرة الأولى، ولكن ليس من الواضح كيف يحدث ذلك".

خلايا القلب تبدأ بالنبض بالتزامن مع مستويات الكالسيوم والنشاط الكهربائي

وباستخدام البروتينات الفلورية والتصوير المجهري عالي السرعة، تمكن الباحثون من التقاط التغيرات في مستويات الكالسيوم والنشاط الكهربائي في خلايا القلب لأجنة سمك الزرد النامية، ولدهشتهم، اكتشفوا أن جميع خلايا القلب انتقلت فجأة من حالة عدم النبض إلى حالة النبض، والتي تتميز بارتفاع متزامن في الكالسيوم والإشارات الكهربائية، وبدأت على الفور في النبض بشكل متزامن.

ووصف كوهين الأمر قائلاً: "كان الأمر كما لو أن شخصاً ما قام بتشغيل المفتاح".