研究人员证明人类心脏的“电池”有多个备份

当我们心脏的窦房结（SAN） - 身体的自然起搏器 - 有一个好消息。俄亥俄州立大学Wexner医学中心的科学家们已经表明，人类的SAN与备用系统是硬连线的，三个不同的起搏器区域充当电池，多达五个传导通路用作连接信号到心房的导线。即使在条件苛刻的情况下，这种内置的冗余保持了一致的心律。 

这项研究由“ 科学转化医学 ”杂志在线发表。 

像电池一样，SAN产生电脉冲来启动心跳。到目前为止，科学家们并不确定SAN是如何保护心脏的节奏以及系统如何失败的。 

俄亥俄州立大学生理学与细胞生物学系副教授瓦迪姆·费多罗夫（Vadim Fedorov）表示：“这一直是一个挑战，因为我们人类的SAN与经过充分研究的动物模型有很大的不同，而临床电极记录只能捕获表面上的内容。 

因此，费多罗夫和他的团队应用光学贴图，三维结构成像和分子定位技术，对21颗人造心脏进行定位，以确定SAN的内部功能。心脏，这是不可行的人类移植，捐赠心脏移植受者和俄亥俄州的生命线。   

为了使心脏复苏，研究人员将他们放置在充满氧气的玻璃容器中，用温度充氧的溶液灌注冠状动脉，模拟血液流动，使SAN再次以同样的节奏跳动身体至少12小时。 

然后，带有活的心脏组织的腔室被四个高灵敏度的红外相机包围，并注入荧光染料。这种染料可以观察在3D人体内的自发电活动。 

费多罗夫说：“我们观察到，所有三个结内的起搏器都被使用，这取决于心脏在休息时的需要，还是在正常的或高压力的情况下。 

为了研究SAN在压力下如何发挥作用，Fedorov的研究小组应用了腺苷，这是心脏节律调节器，当心力衰竭和血液供应不足时会过量生产。 

“中心起搏器受到的影响最大，因为它对腺苷高度敏感。头部和尾部起搏器能够保持较慢的节律并防止完全的心脏骤停。我们在首选的传导途径看到类似的转变，“费多罗夫说。“只有当所有的心脏起搏器或传导通路失败，无论是由于疾病还是年龄的原因，才会发生全心脏停搏。 

当SAN起搏或传导存在问题时，医生植入电子起搏器以防止心脏骤停。根据世界心律失常协会的统计，每年约有225,000名美国人获得心脏起搏器。 

Fedorov说：“如果SAN下降到一个心脏起搏器或者一个传导通路，那么患者心脏骤停的风险就很高。“了解这一点，我们下一步的任务就是与电生理学家合作，更准确地确定哪些人需要植入起搏器，哪些人仍然有备份，没有人就可以相处。 

临床医生对这一发现感到兴奋。 

“这是开创性的。俄亥俄州立大学心脏病专家兼临床研究员Raul Weiss博士说：“这是解释为什么在完全失败之前，SAN可能会”呆滞“多年的第一步，使临床医生能够在灾难性事件发生之前发现问题。 

俄亥俄州立大学心脏病专家兼临床研究员John Hummel博士说：“我认为这项工作可以从根本上改变我们诊断心脏起搏器疾病的方式。“在一些患者身上，这可能是难以置信的挑战，这些见解可能使我们能够更有效地诊断那些具有挑战性的患者。” 

由于起搏器仅仅是一个拐杖，并不能解决根本问题，Fedorov的团队也在寻求改善或恢复受损部分SAN的方法。他们的希望是有一天，起搏器植入物可能会被淘汰。 

本研究由美国国立卫生研究院，美国心脏协会，CR Webb心血管研究基金和TriFit挑战发现基金资助。 

（注：转载时请注明复诊网）