თავდაცვითი მექანიზმები, რომლებიც საფრთხეზე ორგანიზმის მყისიერ რეაგირებას ემსახურება, კრიტიკულ შემთხვევებში შესაძლოა დესტრუქციულ ფაქტორად გარდაიქმნას. აღმოჩნდა, რომ მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს ნერვული სისტემის ზედმეტად აქტიური პასუხი დაზიანებული კერის იზოლირების ნაცვლად, პათოლოგიური მდგომარეობის გამწვავების მიზეზი ხდება.
პროცესი გულში არსებული სპეციალური სენსორული ნეირონების (TRPV1) აღგზნებით იწყება. ეს ნერვული დაბოლოებები ქსოვილის დაზიანებასა და ჟანგბადის ნაკლებობას მომენტალურად აღიქვამენ. ისინი საგანგაშო სიგნალს დაუყოვნებლივ თავის ტვინის პარავენტრიკულურ ბირთვს (PVN) აწვდიან. ტვინი მიღებულ ინფორმაციას კრიტიკულ საფრთხედ აღიქვამს და საპასუხოდ კისრის არეში მდებარე ნერვულ კვანძებს (SCG) ააქტიურებს.
სტიმულირებული ნერვული კვანძებიდან გამოყოფილი ანთებითი ციტოკინები (განსაკუთრებით IL-1β) ნერვული ბოჭკოების მეშვეობით გულისკენ მიემართებიან. აღნიშნული პროცესი კი დაზიანებულ კერაში მძლავრ ანთებით რეაქციას აღძრავს.
საინტერესოა, რომ ჯანმრთელი თაგვების კისრის კვანძებში IL-1β-ს შეყვანისას, ინფარქტის მსგავსი გართულებები და გულის ფუნქციის გაუარესება გამოვლინდა. აღსანიშნავია ისიც, რომ ამ დროს ტვინის პარავენტრიკულური ბირთვი კვლავ აქტიური რჩებოდა. ამან დაადასტურა ინფორმაციის მოძრაობის მიმართულება: სიგნალი გულიდან ჯერ ტვინში მიდის და მხოლოდ ამის შემდეგ აღწევს კისრის ნერვულ კვანძებამდე.
ეს ე.წ. „ტოქსიკური ციკლი“ გულის ქსოვილის დანაწიბურებას (ფიბროზს) საგრძნობლად აჩქარებს. შედეგად, ინფარქტის ზონა ფართოვდება, რაც გულს ტუმბოსებრ ფუნქციას თანდათან უკარგავს და დეკომპენსირებული უკმარისობის მდგომარეობამდე მიჰყავს.
გულ-ტვინის ღერძის დისფუნქცია პოსტინფარქტულ პერიოდში
გული და ტვინი უწყვეტ კომუნიკაციას ვაგუსური სენსორული გზების, ავტონომიური ნერვებისა და იმუნური უჯრედების ცვლის მეშვეობით ახორციელებენ. მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს კი აღნიშნული საკომუნიკაციო არხების აქტივობა პათოლოგიურად იზრდება.
მეცნიერებმა უჯრედულ დონეზე გამოიკვლიეს ნერვული კვანძები და აღმოაჩინეს, რომ TRPV1 ნეირონები სრულიად განსხვავებულ ჯგუფს წარმოადგენენ. ისინი თვისობრივად განსხვავდებიან იმ ნეირონებისგან, რომლებიც მხოლოდ მექანიკურ ზეწოლას აღიქვამენ. სპეციალური გენეტიკური მეთოდებით (scRNA-seq) მკვლევარებმა ამ უჯრედების „მარკირება“, ანუ მათი ფერადი ნიშნულით მონიშვნა შეძლეს. დადგინდა, რომ გულის შეტევის შემდეგ ამ ნეირონების რაოდენობა საგრძნობლად იმატებს. პარალელურად, დაზიანებული ზონის ირგვლივ ნერვული ბოჭკოების ქსელი საგრძნობლად ფართოვდება.
იმუნოჰისტოქიმიურმა ანალიზმა დაადასტურა, რომ ინფარქტგადატანილ გულში ნერვული ბოჭკოების მკვეთრი ზრდა ფიქსირდება. ქსოვილის ვიზუალიზაციის ინოვაციური მეთოდებით, რომლებიც ბიოლოგიურ მასალას გამჭვირვალობას ანიჭებენ, მეცნიერებმა ამ ახალი ბოჭკოების განლაგება დაინახეს. მათ აღმოაჩინეს, რომ ნერვები დაზიანებულ ადგილს მჭიდროდ, თითქოს დამცავი ფენით, ეკვრიან. ამგვარად, გულის შეტევა აიძულებს ორგანიზმს, რომ პარკუჭებში დამატებითი „სენსორული ქსელი“ გაიყვანოს.
სენსორული ნეირონების ბლოკირება და გულის ფუნქციის აღდგენა
მეცნიერებმა სპეციალური ნივთიერების (რეზინიფერატოქსინის) გამოყენებით TRPV1 ნერვული ბოჭკოები გათიშეს („აბლაცია“). ინფარქტიდან ორი კვირის თავზე, ამ პროცედურამ გულის მიერ სისხლის გადატუმბვის უნარი (განდევნის ფრაქცია) ნაწილობრივ აღადგინა. ელექტროკარდიოგრამამ (EKG) აჩვენა, რომ ნერვებგათიშულ თაგვებში გულის ელექტრული იმპულსები ნორმის ფარგლებში იყო.
ექოკარდიოგრაფიულმა კვლევამ დაადასტურა, რომ გულის პარკუჭების ზომა და მოცულობა თითქმის ჯანმრთელი ორგანოს მაჩვენებლებს მიუახლოვდა. დამცავი პროცედურის შედეგად, სისხლძარღვების ზრდისა და უჯრედების აღდგენის მარკერებმაც (CD31, VEGF) საგრძნობლად იმატა. სისხლში ტროპონინის დონის ვარდნა კი გულის კუნთის ნაკლებ დაზიანებაზე მიუთითებდა.
ქსოვილების ლაბორატორიულმა შემოწმებამ გამოავლინა, რომ ინფარქტის ზონა და ნაწიბურის სიდიდე მკვეთრად შემცირდა. ამასთან, თაგვების წონა, ტემპერატურა და არტერიული წნევა უცვლელი დარჩა, რაც ჩარევის მაღალ სიზუსტეს ადასტურებდა.
უჯრედული „რეპროგრამირება“
მეცნიერებმა ინფარქტიდან მესამე დღეს 126,734 უჯრედის ბირთვი დეტალურად გამოიკვლიეს. კვლევამ აჩვენა, რომ ნერვების გათიშვის შემდეგ უჯრედების ძირითადი ტიპების პროპორცია უცვლელი დარჩა, თუმცა მათი შინაგანი მდგომარეობა თვისობრივად შეიცვალა. მაგალითად, სისხლძარღვების ამომფენი (ენდოთელური) უჯრედები რვა ქვეჯგუფად დაიყო, სადაც გამრავლების უნარის მქონე უჯრედების რაოდენობამ საგრძნობლად იმატა. შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედებში (ფიბრობლასტებში) ანთებითი პროცესები შემცირდა, ხოლო მაკროფაგები “აღდგენით რეჟიმზე” გადაერთნენ.
ყველაზე მნიშვნელოვანი გარდაქმნები გულის კუნთის უჯრედებში დაფიქსირდა. ნერვების ბლოკირებამ დაზიანებულ და ჯანმრთელ ზონებს შორის ბალანსი სპეციფიკური გენების მეშვეობით აღადგინა. ასობით გენის მუშაობის ოპტიმიზაციამ გულის შეკუმშვის უნარის, უჯრედული კავშირებისა და ელექტრული გამტარობის ნორმალიზება უზრუნველყო.
კვლევის შეზღუდვები
მიღწეული შედეგების მიუხედავად, გარკვეული საკითხები კვლავ პასუხგაუცემელი რჩება. მეცნიერები აღნიშნავენ, რომ ანთებით პროცესებში IL-1β და TNF-α მთავარ როლს ასრულებენ, თუმცა ინფარქტზე გულის საპასუხო რეაქციას სხვა იმუნური მედიატორებიც განაპირობებენ. ნერვული სიგნალების ბლოკირება ორგანიზმის ზოგად იმუნურ მდგომარეობასაც ცვლის, რაც დამატებით სიღრმისეულ შესწავლას საჭიროებს.
მომავალში განსაკუთრებული ყურადღება T-უჯრედებისა და სხვა ციტოკინების როლის დეტალურ შესწავლას დაეთმობა. ნერვული იმპულსების სიმპათიკურ აქტივაციაში გადაზრდის ზუსტი მექანიზმები, მათ შორის ნეიროტრანსმიტერების გამოყოფის გზები, ჯერჯერობით ბოლომდე ნათელი არ არის. ამ პროცესების ფუნქციური ანალიზი ახალი ტიპის წამლების შექმნას საგრძნობლად დააჩქარებს.
ასევე გასათვალისწინებელია, რომ TRPV1 ნეირონები არა მხოლოდ ნოდოზურ, არამედ ზურგის ტვინის ნერვულ კვანძებშიც (DRG) გვხვდება. ამ უკანასკნელთა როლი კვლევის ფარგლებში პირდაპირ არ შემოწმებულა. გარდა ამისა, გულს სიმპათიკური იმპულსებით ძირითადად ვარსკვლავისებრი კვანძები (Stellate Ganglia) ამარაგებენ. გენეტიკური ტექნოლოგიების სრულყოფა აღნიშნული ნერვული ცენტრების ფუნქციური კავშირების დეტალური შესწავლის საშუალებას მოგვცემს.
ნეირონული წრედების სისტემური ანალიზი და მათი ხანგრძლივი მონიტორინგი მიღებული შედეგების კლინიკურ პრაქტიკაში დანერგვის წინაპირობას ქმნის. სამიზნე ნერვული სტრუქტურების სელექციური ბლოკირება ინდივიდუალური თერაპიული სტრატეგიების შემუშავების შესაძლებლობას იძლევა, თუმცა მანამდე საჭიროა აღნიშნული ნეიროიმუნური პროცესების შესწავლა კლინიკური კვლევის ფარგლებში.
წყარო: Cell
