Команда исследователей из Университета Флоренции в Италии и Центра здоровья Университета Коннектикута использовала междисциплинарный подход, чтобы получить беспрецедентное представление о том, что происходит с сердцем во время "инфаркт"- сердечный приступ – наблюдая за тем, как приступ влияет на электрическую активность и высвобождение кальция в клетках сердца.
"Благодаря этому методу мы обнаружили электрические аномалии и негомогенное высвобождение кальция из поврежденных клеток," объяснила Клаудия Крочини, которая представит исследование на 58-м ежегодном собрании биофизического общества, которое состоится в Сан-Франциско с февраля. 15-19. "Наши результаты дают представление о взаимосвязи между сердечной недостаточностью и асинхронным высвобождением кальция, основным фактором, определяющим сердечную сократительную дисфункцию и аритмию."
Болезни сердца – основная причина смерти в Соединенных Штатах, на которую ежегодно приходится четверть всех смертей в Америке и ежегодно обходятся системе здравоохранения более чем в 100 миллиардов долларов. По данным Американской кардиологической ассоциации, всего 5.7 миллионов американцев, живущих с сердечной недостаточностью, и ежегодно диагностируются 670 000 новых случаев.
Стремясь понять, что происходит с сердечными клетками во время сердечной недостаточности, Крочини и ее коллеги использовали междисциплинарный подход с участием физиков и биологов, который позволил изучить две основные характеристики сердечных клеток, напряжение и высвобождение кальция, во время сердечной недостаточности с беспрецедентным временным интервалом. и пространственное разрешение.
Чтобы прояснить связь между электрическими аномалиями и кальций-зависимыми аритмиями, команда объединила преимущества сверхбыстрого многофотонного микроскопа с произвольным доступом (RAMP) с методом двойного окрашивания для оптической регистрации потенциала действия и, одновременно, соответствующего локального Ca2 + -переходящего в разных положениях по сердечным клеткам.
При сердечной недостаточности увеличивались как частота сердечных сокращений, так и пространственная вариабельность кинетики переходного Ca 2+. Посредством одновременной регистрации AP и Ca2 + -перехода команда смогла исследовать пространственно-временную изменчивость высвобождения Ca2 +, обнаружив неожиданное разъединение между деполяризацией мембраны и высвобождением Ca2 + при сердечной недостаточности.
"Хотя для этого исследования нет прямой связи между кабинетом и у постели больного, только изучая основные патомеханизмы сердечной недостаточности, мы можем даже начать думать о новых подходах к диагностике или лечению," сказал Крочини.