• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowe komórki w sercu człowieka

    06.04.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy z Instytutu Karolińskiego znaleźli odpowiedź na kontrowersyjne pytanie, czy serce człowieka wytwarza nowe komórki, czy może jest wyposażone od urodzenia w określoną ich liczbę, która zmniejsza się z czasem bez uzupełnienia. Sfinansowane w części ze środków unijnych badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Science pokazują, że mniej niż połowa komórek serca (mięśnia sercowego) jest rzeczywiście uzupełniana w czasie życia człowieka. Dalsza analiza procesu może okazać się niezmiernie korzystna, prowadząc do leczenia komórek uszkodzonych przez zawały serca oraz do zmodyfikowania strategii terapeutycznych.

    Badania cennych organów takich jak ludzkie serce to nie lada wyczyn - wyjaśnił profesor Jonas FrisĂŠn w wywiadzie zamieszczonym w formie podkastu przez magazyn Science. Istnieje wiele metod badania rotacji komórek serca u zwierząt, niemniej wyników tych badań nie można od razu zastosować w leczeniu człowieka. Zespół znalazł alternatywną strategię: "Zamiast znakować komórki prospektywnie, określamy ich wiek retrospektywnie" - wyjaśnił profesor FrisĂŠn.

    Innowacyjne podejście, wykorzystywane również w datowaniu archeologicznym, polegało na wykorzystaniu nieprawdopodobnej okazji: zdarzenia geofizycznego. Testy bomby atomowej prowadzone pod ziemią w czasie zimnej wojny, w latach 1955-1963, doprowadziły do wytworzenia ogromnych ilości radioaktywnego izotopu węgla-14. Było jedynie kwestią czasu zanim podwyższony poziom węgla-14 w atmosferze odbije się na komórkach roślin, zwierząt i ludzi, jak i innych form życia na Ziemi.

    Od wprowadzenia zakazu tego typu testów, poziom węgla-14 w naszym DNA spada dosyć szybko - wyjaśnił profesor FrisĂŠn. Spadek jest spowodowany asymilacją "biotopów" i dyfuzją, które doprowadziły do różnych poziomów atmosferycznych w różnych okresach czasu. Naukowcy zręcznie wykorzystali izotop do oznaczenia daty ponownych narodzin komórki. Datowano węglem komórki serca osób urodzonych przed i po okresie testów bomby atomowej, aby określić moment syntezy DNA w tych komórkach.

    Zdaniem naukowców: "Komórki powstające w organizmie człowieka w różnych okresach minionych dziesięciu lat włączą wegiel-14 do swojego genomicznego DNA w ilości odpowiadającej dokładnie stężeniu atmosferycznemu. Zatem na podstawie pomiaru węgla-14 w DNA komórek możemy odczytać oznaczenie daty tam zapisane i ustalić moment ich powstania. W ten sposób możemy retrospektywnie stwierdzić, w jakim wieku są komórki oraz wywnioskować, jak wiele rotacji musiało mieć miejsce."

    Po około 4 latach badań profesor FrisĂŠn wraz z zespołem ustalił, że około 20% komórek mięśnia sercowego człowieka odnawia się w skali roku na poziomie 1% od 25 roku życia. Poziom ten stopniowo obniża się niemal o połowę do 75 roku życia.

    "Nasze dane pokazują, że serce może wytwarzać nowe komórki" - powiedział profesor FrisĂŠn. "Moim zdaniem to fascynujące, gdyż otwiera możliwości poznania w przyszłości sposobu ich regulacji i ewentualnie podjęcia próby jej modulacji, aby stymulować proces wytwarzania komórek mięśnia sercowego, który może okazać się dobroczynny po ich utracie z powodu na przykład zawału serca." Podkreślił również możliwości leczenia farmakologicznego, które można by wprowadzić, aby pobudzić wytwarzanie komórek serca.

    Badania, które przyczyniły się do tych odkryć przypisuje się naukowcom z instytutów we Francji i USA oraz z innych ośrodków badawczych w Szwecji.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Instytut Karoliński:
    http://ki.se/

    Czasopismo Science:
    http://www.sciencemag.org/

    Źródło danych: Science; podkast Science z wywiadem
    Referencje dokumentu: Bergmann O., et al. (2009) Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science 324:98-102. DOI: 10.1126/science.1164680.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach. Komórki satelitarne – komórki macierzyste mięśni szkieletowych. Powstają z mioblastów, które nie zlały się do roboczych komórek mięśniowych, lecz ściśle do nich przylegają. U dorosłego człowieka ich jądra stanowią ok. 5% jąder komórek mięśniowych. Uaktywniają się przy uszkodzeniu lub trenowaniu mięśnia, prowadząc do regeneracji lub przerostu komórek mięśniowych. W warunkach doświadczalnych udaje się je różnicować do innych komórek niż mięśniowe. Cytotoksyczność - określenie to oznacza szeroko pojętą toksyczność różnych substancji i różnego rodzaju komórek względem komórek w danym organizmie. Cytotoksyczność może być bardziej precyzyjnie określona, przez podanie w nazwie typu komórek, na który działa dany czynnik. Przykładowo, nefrotoksyczność oznacza toksyczne oddziaływanie danej substancji (zwykle leku) na komórki nerek, a neurotoksyczność na komórki nerwowe.

    Komórki NK (ang. Natural Killer – naturalni zabójcy) – główna grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności. Komórki NK zostały odkryte w latach 70. XX w. u osób zdrowych, wśród których nie spodziewano się odpowiedzi przeciwnowotworowej. Okazało się, że taka odpowiedź jednak występuje i jest silniejsza niż u osób chorych. Obok komórek NK za taki efekt odpowiadają hipotetyczne komórki NC. Ze względu na swoje właściwości komórki NK są zaliczane do komórek K. Efekt cytotoksyczny jest widoczny już po 4 godz. od kontaktu z antygenem i standardowo testuje się go na linii białaczkowej K562. Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

    Układ bodźcotwórczo-przewodzący (układ bodźco-przewodzący serca; układ bodźcowo-przewodzący) – określona grupa komórek serca, która ma zdolność do wytwarzania oraz rozprowadzania rytmicznych impulsów elektrycznych wywołujących skurcz serca. Komórki NC (ang. Natural Cytotoxic cells – komórki naturalnie cytotoksyczne) – hipotetyczne i być może nieistniejące komórki, którym przypisuje się cytotoksyczność naturalną. Istnienie tych komórek opisano u myszy, u których wraz z wiekiem dochodzi do utraty aktywności komórek NK, ale jednocześnie wciąż istnieje grupa komórek, która wykazuje cytotoksyczność naturalną nie zanikającą w trakcie starzenia się . Nie posiadają one markerów różnicowania komórek NK , mają natomiast zdolność lizowania komórek nowotworowych i są pobudzane przez IL-2 i IL-3 . Komórki NC nie posiadają także cech właściwych limfocytom T, limfocytom B oraz makrofagom . W trakcie rozwoju osobniczego pojawiają się wcześnie - ich aktywność opisano już w 10-dniowych zarodkach mysich .

    Przewlekła niewydolność serca (łac. insufficientia cordis chronica, ang. chronic heart failure) – postępujący zespół objawów wynikających ze zmniejszenia pojemności minutowej serca, któremu towarzyszą obiektywne dowody dysfunkcji mięśnia sercowego i odpowiadający na leczenie stosowane w niewydolności serca. Najczęstszą jego przyczyną jest choroba niedokrwienna serca. Ale może też być powikłaniem nadciśnienia, kardiomiopatii, zapalenia mięśnia sercowego. Tradycyjnie dzieli się niewydolność serca na lewo- i (lub) prawokomorową, oraz na skurczową i rozkurczową. Ostra niewydolność serca jest odmiennym klinicznie zespołem, który może (ale nie musi) rozwinąć się wskutek dekompensacji przewlekłej niewydolności serca, wymagającym innego postępowania i leczenia. Przewlekła niewydolność serca jest w krajach rozwiniętych pierwszą przyczyną hospitalizacji po 65. roku życia. Odpowiednio leczona u większości pacjentów może być kontrolowana, wciąż jednak jest stanem zagrażającym życiu, z roczną śmiertelnością rzędu 10%. Komórki pochew okołowiązkowych, mezofil wieńcowy – grupa komórek otaczających wiązki przewodzące w liściach. Komórki te mogą być różnie określane u różnych gatunków roślin. Określenia komórki pochew okołowiązkowych jako pierwszy użył Esau (1953). Grupa komórek tworzących pochwy okołowiązkowe zostały najlepiej poznane u roślin o fotosyntezie C4, szczególnie u kukurydzy. Komórki pochew okołowiązkowych roślin C4 posiadają grubą ścianę komórkową często wysyconą suberyną. W ścianie komórkowej znajdują się liczne plazmodesmy umożliwiające wymianę substancji z innymi komórkami liścia. Gruba ściana komórkowa stanowi barierę chroniąca przed utratą CO2 wytwarzanego w komórkach pochew okołowiązkowych podczas rozkładu związków czterowęglowych (jabłczan, asparaginian). W liściach roślin C4 tylko komórki pochew okołowiązkowych sa zdolne do przeprowadzania cyklu Calvina. Dodatkową cechą charakterystyczną tych komórek u części roślin C4 są chloroplasty zawierające jedynie tylakoidy stromy, a pozbawione tylakoidów gran. Znane są mutacje u kukurydzy – bsd1 i bsd2, które powodują nieprawidłowy rozwój komórek pochew okołowiązkowych.

    Definicja intuicyjna:
    Automat komórkowy to system składający się z pojedynczych komórek, znajdujących się obok siebie. Ich układ przypomina szachownicę lub planszę do gry. Każda z komórek może przyjąć jeden ze stanów, przy czym liczba stanów jest skończona, ale dowolnie duża. Stan komórki zmieniany jest synchronicznie zgodnie z regułami mówiącymi, w jaki sposób nowy stan komórki zależy od jej obecnego stanu i stanu jej sąsiadów.

    Kardiomiopatia rozstrzeniowa (łac. cardiomiopathia congestiva ectactia) – inaczej przekrwienna (zastoinowa), polega na ścieńczeniu mięśnia sercowego, zwłaszcza w obrębie komór. Następuje wybiórcze powiększenie jąder kardiomiocytów bez przerostu komórki oraz zwłóknienie śródmiąższowe i okołonaczyniowe. Podobny obraz można spotkać w kardiomiopatii wtórnej, tj. na tle zapalenia mięśnia sercowego, co utrudnia postawienie właściwej diagnozy. Kardiomiopatia rozstrzeniowa prowadzi do zmniejszenia kurczliwości serca. Wszystko to prowadzi najpierw do powstania lewokomorowej niewydolności mięśnia sercowego, a następnie do jego obukomorowej niewydolności. Rozstrzeń dotyka często także oba przedsionki. Przerost jest z reguły asymetryczny.

    Dodano: 06.04.2009. 15:11  


    Najnowsze