Ο “μικρός εγκέφαλος” της καρδιάς

“Ο εγκέφαλος το ανώτατο στρατηγείο, αλλά το νευρικό σύστημα της καρδιάς παίρνει αποφάσεις σε τοπικό επίπεδο”, λέει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Κωνσταντίνος Αμπατζής, σχετικά με την ανακάλυψη του “μικρού εγκεφάλου” της καρδιάς

Τελικά αποφασίζει ο εγκέφαλος ή η καρδιά μας; Σε αυτό το αιώνιο ερώτημα δίνει απάντηση έρευνα του ιατρικού Ινστιτούτου Καρολίνσκα στη Σουηδία, που εντόπισε ότι αν και ο εγκέφαλος είναι το κέντρο λήψης αποφάσεων, η καρδιά έχει και εκείνη τον δικό της πολύπλοκο “εγκέφαλο” που παίρνει αποφάσεις. “Σίγουρα ο εγκέφαλος είναι το ανώτατο στρατηγείο στον οργανισμό. Ωστόσο, το νευρικό σύστημα που βρίσκεται στην καρδιά και ονομάζεται “μικρός εγκέφαλος” παίρνει αποφάσεις σε τοπικό επίπεδο”, εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Έλληνας επιστήμονας που βρίσκεται πίσω από την ανακάλυψη αυτού του πολύπλοκου “εγκεφάλου” της καρδιάς, Κωνσταντίνος Αμπατζής.

Διαφήμιση

Ο όρος “little brain of the heart” (“μικρός εγκέφαλος της καρδιάς”) ήταν ήδη γνωστός στη βιβλιογραφία. Παλαιότερες μελέτες είχαν εντοπίσει νευρικά κύτταρα στην καρδιά, τα οποία είχαν χαρακτηριστεί με αυτό τον όρο. Ωστόσο, υπήρχε η αντίληψη στην επιστημονική κοινότητα ότι η λειτουργία των κυττάρων αυτών, όπως και η λειτουργία άλλων νευρικών κυττάρων στον οργανισμό, είναι απλά να επικοινωνούν με τον εγκέφαλο μεταφέροντας βασικές πληροφορίες. “Σαν ταχυδρομείο”, όπως εξηγεί χαρακτηριστικά ο κος Αμπατζής.

Σε νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό “Nature Communications”, η παραπάνω αντίληψη ανατράπηκε: το νευρικό σύστημα της καρδιάς είναι πολύ πιο σύνθετο και εξελιγμένο από ό,τι είχε διαπιστωθεί κατά το παρελθόν. Δεν μεταφέρει απλά πληροφορίες, επεξεργάζεται τις πληροφορίες που δέχεται και από τον εγκέφαλο και από την καρδιά και παίρνει άμεσες αποφάσεις για τη λειτουργία της καρδιάς.

“Όπως διαπιστώσαμε, λοιπόν, τα νευρικά κύτταρα δεν είναι απλά το ταχυδρομείο. Ανοίγουν το γράμμα, το διαβάζουν και λένε, ναι αλλά για να κάνω αυτό που θέλει ο εγκέφαλος, θα χρησιμοποιήσω αυτόν τον τρόπο. Φυσικά δεν μπορούν να κάνουν κάτι εντελώς διαφορετικό από αυτό που θέλει ο εγκέφαλος. Παίρνουν, όμως, αποφάσεις σε τοπικό επίπεδο”, περιγράφει με γλαφυρότητα ο Θεσσαλονικιός νευροεπιστήμονας, Κωνσταντίνος Αμπατζής, ο οποίος είναι αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Νευροεπιστήμης του Ινστιτούτου Καρολίνσκα.

Κατά την έρευνα, στην οποία συμμετείχαν ερευνητές και από το Πανεπιστήμιο Columbia των ΗΠΑ, εντοπίστηκε ότι τα νευρικά αυτά κύτταρα βρίσκονται κοντά στο σημείο της καρδιάς που ονομάζεται sinoatrial node (φλεβοκομβοκολπικός κόμβος) και περιλαμβάνει καρδιομυοκύτταρα, τα οποία είναι ο φυσικός βηματοδότης της καρδιάς. Οι επιστήμονες οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι μπορεί τα καρδιομυοκύτταρα να δίνουν τον βασικό ρυθμό της καρδιάς, ωστόσο τα νευρικά κύτταρα είναι αυτά που αλλάζουν τον ρυθμό.

Διαφήμιση

“Οπότε διαπιστώσαμε ότι η καρδιά έχει δύο συστήματα που παράγουν τον ρυθμό της καρδιάς. Ο φυσικός βηματοδότης δεν είναι μόνο τα καρδιομυοκύτταρα που γνωρίζαμε μέχρι σήμερα, αλλά και τα νευρικά κύτταρα που βρίσκονται στην καρδιά. Πρόκειται λοιπόν για ένα πιο πολύπλοκο σύστημα δύο επιπέδων”, εξηγεί ο κος Αμπατζής.

Χρησιμοποιώντας ηλεκτροφυσιολογικές τεχνικές για τη λειτουργική μελέτη των κυττάρων, οι ερευνητές εντόπισαν επιπλέον για πρώτη φορά ότι ένας μικρός πληθυσμός των κυττάρων αυτών παράγει ρυθμό. Τέτοια κύτταρα υπάρχουν και σε άλλα νευρικά συστήματα που παράγουν ρυθμό, όπως ο νωτιαίος μυελός και η αναπνοή.

Στη συνέχεια μέσα από μοριακή ανάλυση παρατηρήθηκε ότι τα νευρικά κύτταρα είναι διαφορετικά μεταξύ τους και άρα εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. “Αυτό ενισχύει το συμπέρασμα ότι το νευρικά κύτταρα της καρδιάς αποτελούν ένα δίκτυο που κάνει επεξεργασία πληροφοριών και υπολογιστικές διαδικασίες. Για να το κάνουν αυτό θα πρέπει να έχουν πολλά διαφορετικά συστατικά στοιχεία, δεν μπορεί να το σύστημα αυτό να είναι ομοιόμορφο”, επισημαίνει ο κοε Αμπατζής.

Διαφήμιση

Αντικείμενο της μελέτης για να διαπιστωθούν όλα τα παραπάνω αποτέλεσαν τα ψάρια ζέβρες (zebrafish), τα οποία θεωρούνται ένα πολύ καλό μοντέλο στην καρδιολογία, καθώς ο καρδιακός ρυθμός και συνολικά η λειτουργία της καρδιάς τους παρουσιάζει μεγάλες ομοιότητες με αυτή των ανθρώπων. Ενδιαφέρον στα ψάρια αυτά αποτελεί και το γεγονός ότι η καρδιά τους αναγεννάται πλήρως. Χαρακτηριστικό είναι το ότι το 2011, το Βρετανικό Ίδρυμα Καρδιολογίας σε καμπάνια για τη συγκέντρωση πόρων για έρευνα γύρω από τη δυνατότητα αναγέννησης της καρδιάς είχε χρησιμοποιήσει για το ψάρι ζέβρα το σύνθημα “He’s not just a fish. He’s hope” (“Δεν είναι απλά ένα ψάρι. Είναι ελπίδα”). Ο Κωνσταντίνος Αμπατζής έχει μακρά εμπειρία στη μελέτη των ψαριών ζέβρες, καθώς ήδη κατά τις προπτυχιακές, μεταπτυχιακές και διδακτορικές σπουδές του στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης τα είχε χρησιμοποιήσει ως μοντέλο για τις έρευνές του.

Τα ευρήματα της έρευνας σχετικά με τον “μικρό εγκέφαλο” της καρδιάς και η καλύτερη κατανόηση αυτού του νευρικού συστήματος είναι πολλά υποσχόμενα. Θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες γνώσεις για τις καρδιακές παθήσεις και να βοηθήσουν στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για ασθένειες, όπως οι αρρυθμίες. “Αυτό σημαίνει ότι αν εμείς μπορέσουμε στο μέλλον να βρούμε στον άνθρωπο ακριβώς πώς λειτουργεί το νευρικό σύστημα στην καρδιά του, γιατί κάποιες μικρές διαφορές μπορεί να υπάρχουν με τα ψάρια ζέβρες, όταν γνωρίσουμε αυτό το σύστημα πάρα πολύ καλά, δεν θα χρειάζεται πλέον να έχουμε βηματοδότες για να ρυθμίσουμε τις αρρυθμίες. Οπότε δεν θα χρειάζονται πλέον χειρουργεία και ηλεκτρονικές συσκευές που θα κρατούν την καρδιά σε συγκεκριμένο ρυθμό. Θα μπορούμε με μη επεμβατικό τρόπο, δηλαδή με φάρμακα, να ρυθμίζουμε τα νευρικά κύτταρα της καρδιάς και να αποκαταστήσουμε τη λειτουργία της”, υπογραμμίζει ο κος Αμπατζής.

Διαφήμιση

Επόμενος στόχος των ερευνητών είναι να μελετήσουν πώς αυτό το νευρικό σύστημα της καρδιάς αλληλεπιδρά με τον πραγματικό εγκέφαλο για τη ρύθμιση των καρδιακών λειτουργιών υπό διαφορετικές συνθήκες, όπως η άσκηση, το στρες ή οι ασθένειες. Επίσης, οι ερευνητές στοχεύουν να θέσουν στο επίκεντρο της μελέτης τους την αναγέννηση της καρδιάς, όπως συμβαίνει στα ψάρια ζέβρες, και κατά πόσο σε αυτή τη διαδικασία συμμετέχουν τα νευρικά κύτταρα ελπίζοντας να δώσουν απαντήσεις στο γιατί δεν αναγεννάται η ανθρώπινη καρδιά.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ / Μαρία Κουζινοπούλου