אינטראקציות בין רקמת שומן לנוירונים סימפתטיים תורמות להפרעות קצב לב

מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Cell Reports Medicine מצא קשר בין תדירות אירועי דום נשימה במהלך שנת REM (תנועת עיניים מהירה) לבין מידת הפגיעה בזיכרון מילולי בקרב מבוגרים הנמצאים בסיכון לפתח מחלת אלצהיימר. זיכרון מילולי מתייחס ליכולת הקוגניטיבית לשמר ולשחזר מידע המוצג בעל פה או בכתב, והוא פגיע במיוחד למחלת אלצהיימר.

מחקר שנערך על ידי קבוצת מדענים מסין בחן את הקשרים הבלתי תלויים בין רקמת שומן אפיקרדיאלית למערכת העצבים הסימפתטית עם הפרעות קצב לב באמצעות תרבית משותפת חוץ גופית של אדיפוציטים, קרדיומיוציטים ונוירונים סימפתטיים. הם מצאו כי לציר רקמת השומן-מערכת העצבים תפקיד חשוב בהפרעות קצב.

הפרעות ביצירת והולכת דחפים חשמליים עקב הפרעות חשמליות או מבניות בלב עלולות להוביל להפרעות קצב לב. הפרעות אלו יכולות להיות גנטיות או קשורות למחלת לב נרכשת. מחקרים הראו כי נוירונים סימפתטיים ממלאים תפקיד משמעותי בפתוגנזה של הפרעות קצב לב. הפעלת מעגלים חשמליים לא תקינים והפרעות ברפולריזציה חדרית עקב גירוי לא מתאים של מערכת העצבים הסימפתטית נקשרו לפרפור חדרי וטכיקרדיה, פרפור פרוזדורים ואף מוות לבבי.

מחקרים אחרונים הראו גם כי רקמת שומן אפיקרדיאלית קשורה קשר הדוק להופעת פרפור פרוזדורים, פרפור חדרי לב וטכיקרדיה חדרית. בנוסף, מכיוון שרקמת השומן האפיקרדיאלית סמוכה לשריר הלב ללא רקמה המפרידה בין המגע ביניהן, ציטוקינים דלקתיים ואדיפוקינים המופרשים על ידי רקמת השומן האפיקרדיאלית עשויים לשנות את המבנה החשמלי והלבבי. עם זאת, עדיין לא ברור האם רקמת שומן אפיקרדיאלית ונוירונים סימפתטיים מקיימים אינטראקציה וכיצד האינטראקציה ביניהם משפיעה על הפרעות קצב.

אודות המחקר במחקר הנוכחי, המדענים התגברו על המגבלות שהוצגו עקב היעדר מודלים מתאימים למחלות בבני אדם והקושי בהשגה והרחבת כמויות מספיקות של רקמת לב, רקמת עצבית ורקמת שומן על ידי יצירת קרדיומיוציטים, אדיפוציטים ונוירונים סימפתטיים במבחנה מתאי גזע והקמת מודלים של תרבית משותפת לחקר האינטראקציות בין רקמת שומן אפיקרדיאלית לנוירונים סימפתטיים והשפעותיהם על קרדיומיוציטים.

דגימות פלסמה נלקחו מווריד היקפי ומהסינוס הכלילי של 53 משתתפים, כולל קבוצת ביקורת בריאה וחולים עם פרפור פרוזדורים התקפי או קבוע. רקמת שומן אפיקרדיאלית נלקחה גם מחולים עם פרפור פרוזדורים קבוע שעברו ניתוח לב פתוח.

תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים ותאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים שמקורם בתאי גזע אדיפוגניים, תאי גזע עובריים אנושיים ופיברובלסטים עובריים שימשו ליצירת שורות תאים ותרביות. אסטרטגיית אינדוקציה רציפה שימשה להשגת נוירונים סימפתטיים, כאשר תאי עצב נגזרו מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים ולאחר מכן גודלו במדיום התמיינות.

תאי גזע אדיפוגניים גודלו במדיום התמיינות אדיפוציטים כדי לבצע התמיינות אדיפוציטים וליצור רקמת שומן אפיקרדיאלית. תגובת שרשרת פולימראז שעתוק לאחור כמותית (qRT-PCR) שימשה למדידת הביטוי של סמני רקמת שומן לבנים, חומים ובז'. טכניקת התמיינות חד-שכבתית דו-ממדית שימשה ליצירת קרדיומיוציטים מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים.

תוצאות הראו כי קרדיומיוציטים שגודלו עם רקמת שומן אפיקרדיאלית ונוירונים סימפתטיים, אך לא עם אף אחד מהם, הציגו אנומליות חשמליות משמעותיות, פנוטיפ אריתמי ואיתות לקוי של יוני סידן (Ca2+).

בנוסף, המחקר הראה כי לפטין המופרש על ידי רקמת שומן אפיקרדיאלית יכול להפעיל את שחרור הנוירופפטיד Y על ידי נוירונים סימפתטיים. נוירופפטיד זה נקשר לקולטן Y1 על גבי שרירי לב וגורם להפרעות בקצב הלב על ידי השפעה על פעילות קינאז II (סידן/קלמודולין-תלוי חלבון קינאז II) ומחליף נתרן (Na2+)/סידן (Ca2+).

סיכום בסך הכל, התוצאות הצביעו על כך שאינטראקציות בין רקמת שומן אפיקרדיאלית לבין נוירונים סימפתטיים מובילות לפנוטיפ אריתמי בקרדיומיוציטים. המחקר הראה שפנוטיפ זה נגרם על ידי גירוי של נוירונים סימפתטיים על ידי לפטין המופרש על ידי אדיפוציטים, מה שמוביל לשחרור של נוירופפטיד Y. נוירופפטיד זה נקשר לקולטן Y1 ומשפיע על פעילות CaMKII ומחליף Na2+/Ca2+, וגורם לקצב לב לא תקין.