LIIKUV PILT | See on esimene ruumiline kaart südame "ajust"


Südame "aju" viimaks kaardistatud: teadlased visualiseerisid ruumiliselt südamesisest närvisüsteemi.

Inimese südame tööd juhivad aju ja autonoomne närvisüsteem, kuid igaks juhuks on olemas ka varusüsteem.

Nimelt on südamel olemas oma “mini-aju”, mida nimetatakse südemesiseseks ehk intrakardiaalseks närvisüsteemiks (ingl intracardiac nervous system). See peenhäälestab väliseid autonoomseid signaale ning säilitab südame sujuvat tööd.

Hea tervise tagamiseks ja haiguste ennetamiseks peab see süsteem toimima korrektselt. Probleem on aga selles, et teadlased ei mõista väga hästi, kuidas intrakardiaalne närvisüsteem töötab. Nüüd on USA-s Philadelphias tegutseva Thomas Jeffersoni nimelise ülikooli teadlastel esmakordselt õnnestunud ruumiliselt visualiseerida selle ülesehitust.

Südamesisene närvisüsteem koosneb südames paiknevate ja mitmesuguseid südame talitlusi juhtivate närvirakkude kihist. Seni polnud uurijad aga kindlad, kus need närvirakud täpselt paiknevad, rääkimata sellest, milliseid spetsiifilisi ülesandeid need täidavad.

Vastuste leidmiseks kaardistas teadlaste töörühm roti südames asuvaid närvirakke üksikasjaliselt ja ruumiliselt.

“Sisuliselt oleme me loonud esimese kõikehõlmava kaardi südame närvisüsteemist, mida teised uurijad saavad kasutada selleks, et leida vastuseid tervele hulgale küsimustele intrakardiaalse närvisüsteemi talitluse ja füsioloogia ning seda süsteemi moodustavate neuronite omavaheliste ühenduste kohta,” kommenteeris üks uurimuse autoreist dr Raj Vadigepalli. “Ainus teine elund, mida on sama üksikasjaliselt ruumiliselt kaardistatud, on aju.”

Seotud lood:

Ruumilise mudeli konstrueerimiseks rakendati kaht rööpset lähenemist. Ühe raames neist tegi töörühm skannivaks noatera-mikroskoobiks (ingl knife-edge scanning microscope) nimetatud süsteemi abil 750 000 ülesvõtet, mille põhjal pandi kokku ruumiline atlas.

Teine meetod rajanes tehnikal, mida nimetatakse laserlõike-mikrodissektsiooniks (ingl laser capture microdissection). Selle abil kaardistati üksikuid närvirakke ja võeti proove nende geeniekspressioonidest, mis paigutati seejärel esimese lähenemisega loodud kaardi konteksti.

Ruumiline kaart näitas, et südamesisese närvisüsteemi närvirakud paiknevad kobarates südame pealmisel küljel, kuhu kinnituvad arterid ja veenid. Küll aga selgus lisaks, et neid leidub mujalgi sinuatriaalse sõlme läheduses.

“Me teame, et sinuatriaalsõlmel on oluline roll südame löögisageduse ja rütmi juhtimisel,” selgitas uurimuse kaasautor dr Jonathan Gorky. “Närvirakkude kobardumine selle ümber on miski, mida oleme alati kahtlustanud, kuid polnud kunagi kindlalt teadnud.”

Töörühm tuvastas närviraku-struktuurides ka soospetsiifilisi erinevuseid, mis võiksid selgitada erisusi meeste ja naiste südamehaigustes. Järgmiseks kavatseb töörühm kaardistada inimesega anatoomiliselt sarnasema sea südant.

Uurimuse tulemustest on juba olnud praktilist kasu, kuna teised uurijad rakendavad seda südame ja muude elundite talitluse parendamise teemalises teadustöös.

“Meie protokoll rajaneb tavapärastel laboratoorsetel materjalidel ja tehnikatel,” rõhutas kaasautor Sirisha Achanta. “See on väga kergesti reprodutseeritav ja selle abil võib kaardistada ka muid elundisüsteeme, s.t kõikvõimalike mikrostruktuure, mitte ainult närvirakke.”