Elektrische signalen tussen individuele hartcellen reguleren de hartslag

Elektrische signalen tussen individuele hartcellen reguleren de hartslag

Het ritme in een werkend hart wordt geregeld door elektrische impulsen. Verstoringen van dit bio-elektrische proces kunnen leiden tot hartritmestoornissen of onregelmatigheden in de hartslag - een veelvoorkomende aandoening die kan leiden tot ziekte en overlijden.

In Biofysica beoordelingen, bieden onderzoekers van de Harvard Medical School een ultramoderne update over hoe elektrische impulsen in het hart van cel naar cel gaan.

Een functionerend hart trekt samen om bloed naar het lichaam en de longen te pompen. In het hart fungeert een pacemaker als een elektrische klok en zendt een signaal uit dat het hart vertelt wanneer het moet samentrekken. De hele spier beweegt samen, omdat elke individuele cel erin samentrekt op een gecoördineerde manier en binnen een kort tijdsinterval.

Om dit te doen, verspreidt de initiële elektrische impuls, verzonden door de pacemaker, zich snel door cellen door het hart.

“Als de ene cel elektrisch wordt aangeslagen en de andere niet, wordt de aangeslagen cel van binnen positief geladen en is de rustende cel van binnen nog steeds negatief geladen. Als gevolg daarvan ontstaat er een spanningsgradiënt tussen de cellen”, zegt auteur André Kléber. "Als je een spanningsgradiënt hebt en een pad met een lage elektrische weerstand, zal er een lokale stroom vloeien."

De verbindingen tussen cellen die het pad met lage weerstand vormen en de stroomstroom vergemakkelijken, worden gap junctions genoemd. Elk bestaat uit vele kanalen, die worden gevormd wanneer specifieke eiwitten van de ene cel aanmeren en fuseren met de eiwitten van een andere cel. Kléber zei dat de fusie-eiwitten eruit zien alsof je de toppen van je vingers aan de ene hand op de vingers aan de andere hand plaatst.

De wetenschappers verdiepen zich in de eigenschappen van gap junctions en hun samenstellende eiwitten, de zogenaamde connexins. Kléber zei dat een van de redenen waarom gap junction-kanalen interessant zijn, is omdat ze een zeer dynamisch systeem in evenwicht zijn. De creatie, of synthese, van de kanalen staat gelijk aan de vernietiging.

"De omzet is erg kort", zei hij. “Aan de ene kant is het systeem je hele leven heel stabiel. Aan de andere kant, als je het meet, fietst het constant in periodes van een paar uur.”

De eiwitten die in gap junctions worden gevonden, zijn belangrijk voor processen die niet direct verband houden met cel-celverbindingen, zoals mitochondriale functie, die energie creëert, en mensenhandel, die moleculen transporteren van de plaats van synthese naar hun plaats van actie in het celinterieur.

"Je moet afzien van het idee dat als je de rol van een eiwit in het lichaam definieert, het maar één functie heeft", zei Kléber. "De natuur is veel, veel slimmer dan de mens."