Για δεκαετίες οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι ο ξαφνικός καρδιακός θάνατος - μια αποτυχία στο ηλεκτρικό σύστημα της καρδιάς που οδηγεί τους ανθρώπους σε, και, ξαφνικά, πέφτει νεκρός - συμβαίνει συχνότερα στις πρωινές ώρες. Η ανάλυση των δεδομένων από την φιλόδοξη μελέτη καρδιάς Framingham οδήγησε στην επιστημονική τεκμηρίωση του περίεργου συνδέσμου ήδη από το 1987. Αλλά για όσο καιρό οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να κάνουν πολλά με αυτή τη γνώση. Μια αναταραχή των εργασιών στα τέλη της δεκαετίας του 1980 επεσήμανε πιθανές εξηγήσεις: την υπόθεση μιας όρθιας στάσης, για παράδειγμα, ή προβλήματα με τη διαδικασία που συνήθως αποτρέπει τους θρόμβους αίματος. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να εντοπίσουν έναν βασικό μηχανισμό για να εξηγήσουν τη σχέση μεταξύ του κιρκάδιου ρολογιού του σώματος και του ηλεκτρικού ατυχήματος που προκαλεί ξαφνικό θάνατο.
Τώρα μια διεθνής ομάδα ερευνητών έχει σκοντάψει σε ένα προβάδισμα. Ο Mukesh Jain του Πανεπιστημίου Case Western Reserve στο Κλίβελαντ και οι συνάδελφοί του προσδιόρισαν πρόσφατα μια πρωτεΐνη των οποίων τα επίπεδα κυμαίνονται με το κιρκαδικό ρολόι και προκαλούν στα ποντίκια τα κανάλια ιόντων που διέπουν το ηλεκτρικό σύστημα της καρδιάς να ταλαντεύεται και με το ρολόι. Στις 8 Σεπτεμβρίου στην Ινδιανάπολη, σε συνάντηση της American Chemical Society (ACS), ο Jain ανέφερε ότι αυτές οι ταλαντώσεις εμφανίζονται επίσης στα ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα. Τα αποτελέσματα δείχνουν μια εποχή που οι γιατροί μπορεί να αποτρέψουν τον ξαφνικό καρδιακό θάνατο, που είναι η κύρια αιτία φυσικού θανάτου στις Ηνωμένες Πολιτείες, σκοτώνοντας περισσότερους από 300.000 ανθρώπους κάθε χρόνο.
Για να κατανοήσουμε τα συμπεράσματα και τα συμπεράσματα του ευρήματος του Jain, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η καρδιά. Σκεφτείτε: μηχανή αυτοκινήτου, λέει ο James Fang, επικεφαλής της καρδιαγγειακής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Utah School of Medicine στο Salt Lake City. Υπάρχει το κυκλοφορούν αίμα, το οποίο είναι το καύσιμο. Υπάρχουν οι μύες, οι οποίοι αντλούν εκείνο το καύσιμο. Και υπάρχει ένα ηλεκτρικό σύστημα, με διαχωρισμό φορτίου που δεν δημιουργείται από μια μπαταρία αλλά από αντλίες ιόντων και κανάλια ιόντων. Χωρίς λειτουργικό ηλεκτρικό σύστημα, οι μύες δεν θα επεκταθούν και θα συσπαστούν και το αίμα δεν θα ρέει. Σε καρδιακή προσβολή, η ροή του καυσίμου στην καρδιά εμποδίζεται. Αλλά με τον ξαφνικό καρδιακό θάνατο, υπάρχει μια ηλεκτρική δυσλειτουργία που εμποδίζει την καρδιά να αντλεί σωστά αίμα στο σώμα και τον εγκέφαλο. Ο καρδιακός παλμός γίνεται ακανόνιστος, εμφανίζοντας συχνά έναν τύπο αρρυθμίας που ονομάζεται κοιλιακή μαρμαρυγή. Καρδιακές προσβολές μπορεί να οδηγήσει στο είδος της αρρυθμίας που μπορεί να οδηγήσει σε αιφνίδιο καρδιακό θάνατο, αλλά σε άλλες περιπτώσεις δεν υπάρχει προφανής σκανδάλη. Ανεξάρτητα από το πώς τραβιέται το βύσμα της καρδιάς, ο θάνατος συμβαίνει συνήθως μέσα σε λίγα λεπτά.
Οι απινιδωτές έκτακτης ανάγκης σε δημόσιους χώρους σώζουν ζωές προσφέροντας έναν γρήγορο τρόπο να υποκινήσουν την καρδιά να εργαστεί ξανά. Αλλά νέα έρευνα σχετικά με τους κιρκάδιους ρυθμούς πρωτεΐνης που βρίσκονται στις καρδιές του ανθρώπου μπορεί να προσφέρει μια καλύτερη λύση. Φωτογραφία από τον Olaf Gradin μέσω flickr
Αν και φάρμακα για την καρδιά υπάρχουν - σκέφτονται βήτα αναστολείς, αναστολείς ΜΕΑ - δεν υπάρχει φάρμακο που να δρα ειδικά για να αποτρέψει την εμφάνιση αρρυθμίας. Η πιο συνηθισμένη ιατρική απάντηση είναι ακριβώς αυτή: η απάντηση. Οι γιατροί θεραπεύουν την ηλεκτρική δυσλειτουργία αφού συνέβη με έναν απινιδωτή, μια τεχνολογία με ιστορία που εκτείνεται μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα. Το 1899, δύο φυσιολόγοι διαπίστωσαν ότι οι ηλεκτρικοί σοκ θα μπορούσαν όχι μόνο να δημιουργήσουν αλλά και να σταματήσουν τις ρυθμικές διαταραχές στην καρδιά ενός σκύλου. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1960, η καρδιακή απινίδωση χρησιμοποιήθηκε αξιόπιστα στους ανθρώπους. Και το 1985, ένας γιατρός του Πανεπιστημίου Johns Hopkins πήρε την έγκριση του FDA για έναν εμφυτεύσιμο απινιδωτή.
Η απινίδωση ήταν η πρωταρχική λύση για αρρυθμίες που απειλούν τη ζωή από τότε. Αυτές οι συσκευές έχουν συρρικνωθεί από το μέγεθος των αποσκευών στο μέγεθος ενός κιβωτίου τσιγάρων, λέει ο Fang και οι αυτοματοποιημένες εξωτερικές εκδόσεις έχουν γίνει δημοφιλείς, ώστε οι παρευρισκόμενοι μπορούν να βοηθήσουν το θύμα χωρίς καθυστέρηση στην οδήγηση με ασθενοφόρο. Αλλά, "είναι μια μικρή προσέγγιση", λέει ο Fang. "Οι απινιδωτές έχουν αποτελέσει πραγματικά τον ακρογωνιαίο λίθο για τις τελευταίες δύο ή τρεις δεκαετίες, αλλά δεν είναι πραγματικά μια λύση διαχείρισης", προσθέτει. "Δεν εμποδίζει το πρόβλημα. Το αφήνετε να συμβεί και στη συνέχεια να σας συγκλονίσει. "Είναι το ισοδύναμο της εκκίνησης ενός αυτοκινήτου μετά την αποβίβαση της μπαταρίας.
Επιπλέον, ο Fang λέει, επειδή οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν τι προκαλεί την αρρυθμία για να ξεκινήσει, είναι δύσκολο να προβλέψουμε ποιος χρειάζεται έναν απινιδωτή. Πάρτε, ας πούμε, 100 ασθενείς που έχουν όλοι αδύναμες καρδιές. "Πιθανώς μόνο 10 θα πεθάνουν ξαφνικά. Δεν γνωρίζουμε ποιοι είναι αυτοί οι δέκα, έτσι δίνουμε απινιδωτές σε όλους τους 100 ανθρώπους ", λέει ο Fang. "Είναι υπερβολικό, γιατί ούτε καν το χρειάζονται. Αλλά δεν μπορώ να πω ποιοι 10 θα πεθάνουν ".
Εδώ έρχεται η δουλειά του Jain. Η ομάδα του, η οποία έχει μελετήσει εδώ και καιρό μια πρωτεΐνη γνωστή ως KLF15, ανακάλυψε σιγά-σιγά ότι η ποσότητα της πρωτεΐνης στο ποντίκι κύκλους καρδιακού ιστού-που πηγαίνουν από χαμηλό σε υψηλό και πάλι πίσω σε περίοδο 24 ωρών. Αν και ο Jain δεν μελετά ειδικά την ηλεκτροφυσιολογία, γνώριζε τη σχέση ανάμεσα στο ρολόι και τον ξαφνικό καρδιακό θάνατο και αναρωτιόταν αν η πρωτεΐνη του (που είχε συνδεθεί προηγουμένως με κάποιες καρδιακές παθήσεις) μπορεί να διαδραματίσει κάποιο ρόλο. Η ομάδα του Jain διαπίστωσε ότι τα επίπεδα του KLF15 θα πρέπει να είναι υψηλά κατά τις μεταβάσεις από τη νύχτα στην ημέρα, αλλά είναι χαμηλά σε ποντίκια που βιώνουν αιφνίδιο καρδιακό θάνατο - υποδεικνύοντας ότι οι καρδιές τους δεν έχουν αρκετή πρωτεΐνη κατά τη διάρκεια ενός κρίσιμου παραθύρου. Το KLF15 ελέγχει τα επίπεδα μιας άλλης πρωτεΐνης που επηρεάζει το πώς τα ιόντα εισέρχονται και εξέρχονται από την καρδιά του ποντικιού, πράγμα που σημαίνει ότι τα κανάλια ιόντων ακολουθούν κιρκαδικό ρυθμό. Όταν οι ερευνητές απάλειψαν την παρουσία του KLF15, "Η έκφραση του καναλιού ιόντων μειώθηκε και δεν ταλαντούσε", λέει ο Jain. "Και αυτά τα ζώα είχαν αυξημένη ευαισθησία σε κοιλιακές αρρυθμίες και ξαφνικό θάνατο." Η μελέτη δημοσιεύθηκε πέρυσι στη Φύση.
Οι επακόλουθες παρατηρήσεις, που παρουσιάστηκαν στη συνεδρίαση του ACS, επιβεβαιώνουν ότι η ταλάντωση του KLF15 και των διαύλων ιόντων εμφανίζονται στα ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα. Αυτά τα ευρήματα "αρχίζουν να χτίζουν μια υπόθεση ότι αυτό είναι δυνητικά σημαντικό για την ανθρώπινη βιολογία και την ανθρώπινη νόσο", λέει ο Jain.
Ο Jain πιστεύει ότι το μοριακό του έργο και άλλες παρόμοιες μελέτες στον ορίζοντα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε φάρμακα που προσφέρουν καλύτερη λύση από την απινίδωση. «Χρειαζόμαστε μια νέα αρχή», λέει. "Αυτό που κάνουμε δεν δουλεύει." Αλλά υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος. Μελλοντικές μελέτες θα προσπαθήσουν να βρουν μόρια που θα μπορούσαν να αυξήσουν τα επίπεδα KLF15, να αναζητήσουν άλλα ρολόγια μόρια στην εργασία στην καρδιά και να αναζητήσουν γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με τον αιφνίδιο καρδιακό θάνατο.
