Почему удар в грудь может убить или спасти тебя

Удар в грудь может обладать контрастным эффектом. Например, некоторые бейсболисты умерли после удара мяча в грудь, в то время как пациенты, перенесшие смертельные сердечные тахиаритмии, были спасены благодаря своевременному удару в грудь. Ученые знают, что такие удары создают быстрые нагрузки на ткани сердца, но они все еще не до конца понимают, как удары влияют на работу сердца. 

Исследователи из Бернского университета (University of Bern ) разработали экспериментальное устройство, которое позволяет ученым подвергать биоинженерные ткани сердца высокодинамическим циклам деформации и измерять их электрофизиологический ответ. Данные исследования опубликованы  в журнале Nature Communications.

Актуальность проблемы

Нормальное сердцебиение является результатом процесса электромеханического сцепления. В частности, электрические импульсы охватывают все сердце и «заставляют» сердечную мышцу сокращаться. При каждом сокращении кровь выбрасывается из сердца, обеспечивая тем самым стабильное кровообращение. 

«Эта связь необходима, потому что именно это заставляет наши сердца биться в постоянном темпе», — говорит соавтор исследования Матиас Имбоден (Matthias Imboden).

До недавнего времени ученые считали, что потенциально фатальные последствия удара по груди или, наоборот, спасения пациентов при остановке сердца с помощью надлежащим образом синхронизированного удара по груди были результатом деформаций, которые препятствуют передаче электрических импульсов, вызывая тем самым нарушение сердечного ритма. Но ранее не было лабораторных систем для проверки этой гипотезы.

«У нас были методы воспроизведения клеточного штамма, но они создавали штамм слишком медленно, чтобы по-настоящему копировать то, что происходит во время удара», — говорит профессор Стефан Рор (Stephan Rohr), сотрудник Университета Берна.

Материалы и методы исследования 

Исследователи с помощью экспериментального устройства подвергали ткани сердца деформациям, которые близко имитируют реалистичные удары в грудь. Само устройство состоит из растягивающихся чрезвычайно тонких золотых и углеродных электродов, нанесенных на силиконовую мембрану. 

«Углеродные электроды создают напряжение в сердечной ткани, а золотые измеряют клеточный электрофизиологический ответ», — говорит Герберт Ши. 

Исследователи проверили свою систему на биоинженерных нитях сердечных клеток крысы, которые были помещены поверх электродов и подвергались различным схемам деформации.

Устройство может генерировать клеточные штаммы порядка от 10 до 12%, что согласуется с тем, что происходит во время нормального сердцебиения. Тем не менее, оно генерирует это напряжение до 100 раз быстрее, чем то, с которым сердце сталкивается при нормальной работе, точно так же, как это происходит при ударе в грудь. Устройство исследователей является безмоторным и единственным, которое точно воспроизводит динамику ударов в грудную клетку, одновременно позволяя измерять влияние напряжения на электрофизиологию сердечной ткани.

Результаты научного исследования

Исследователи обнаружили, что вопреки заключению других исследований, даже очень быстрые напряжения не влияют на распространение электрических импульсов. 

«Это означает, что нам нужно искать другие возможные объяснения того, что именно происходит во время смертельного удара в грудь», — говорит Рор. 

Чувствительный к напряжению элемент в сердце может фактически быть не самой сокращающейся сердечной клеткой, а соседними клетками соединительной ткани. 

Выводы

Данное устройство открывает путь для дальнейших исследований, таких как влияние конкретных лекарств или генной терапии, оказывающих благотворное влияние на механо-электрическую связь в сердце.

Авторы другого исследования  определили белок, отвечающий за ритм сердца.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 


Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Александр Наумов / автор статьи
Должность - Автор новостного блока. Врач-кардиолог. г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: