研究發現單個心臟細胞之間的電信號調節心臟跳動
據外媒報導,工作中的心臟的節奏是由電脈沖調節的。這種生物電過程的紊亂會導致心律失常,或心跳不規則–這是一種常見的疾病,可導致疾病和死亡。在AIP出版社出版的《生物物理學評論》中,來自哈佛大學醫學院的研究人員提供了關於心臟中的電脈衝如何從細胞到細胞的最先進的更新。
一個正常運作的心臟收縮,將血液泵送到身體和肺部。在心臟內部,起搏器作為一個電子時鐘,發出信號,告訴心臟何時收縮。整個肌肉一起運動,因為裡面的每個細胞都以協調的方式和在很短的時間間隔內收縮。
為了做到這一點,由心臟起搏器發出的初始電脈衝,迅速在整個心臟的細胞中傳播。
“如果一個細胞被激發,而另一個沒有被激發,被激發的細胞內部就會帶正電,而靜止的細胞內部仍然帶負電。因此,細胞之間建立了一個電壓梯度,”作者André Kléber說。“如果你有一個電壓梯度和一個低電阻的通路,局部電流將流動。”
形成低電阻通路並促進電流流動的細胞之間的連接被稱為間隙連接(gap junctions)。每個都由許多通道組成,當一個細胞的特定蛋白質與另一個細胞的蛋白質對接和融合時,就形成了這些通道。Kléber說,融合的蛋白質看起來就像把你一隻手的指尖放在另一隻手上的手指上。
科學家們深入研究了間隙連接的特性及其組成蛋白,即所謂的連接蛋白。Kléber說,間隙連接通道之所以有趣,是因為它們是一個處於平衡狀態的高度動態系統。通道的創建,或合成,等於破壞。
他說:“周轉率非常短。一方面,該系統在你的整個生命中非常穩定。另一方面,如果你測量它,它在幾個小時的時間內不斷循環。”
在間隙連接中發現的蛋白質對與細胞-細胞連接不直接相關的過程非常重要,如創造能量的線粒體功能,以及將分子從合成部位運送到細胞內部作用部位的販運。
Kléber說:”你必須避免這樣的想法,即如果你定義了一種蛋白質在體內的作用,它就只有一種功能。大自然比人類要聰明得多。”