Що заважає серцю відновлюватися?

Cердечная м'яз, мабуть, не може регенерувати через власного міжклітинної речовини, яке серце починає дуже активно виробляти відразу після народження.

Клітини серця новонародженої миші. Синім пофарбовані клітинні ядра червоним - один з білків, необхідних для скорочувальної активності. (Фото: California Institute for Regenerative Medicine / Flickr.com )

Волокна серцевого м'яза з капіляром і збудливим волокном Пуркіньє, передає скоротливий сигнал. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)

<

>

У всіх ссавців серце не відновлюється: нові клітини (кардіоміоцити) з'являються в ньому лише під час ембріонального розвитку, а стовбурові клітини, з яких вони з'являються, відразу після народження засипають. Тому після інфаркту на пошкоджених ділянках серцевого м'яза замість м'язових клітин, які могли б скорочуватися, з'являється сполучна тканина у вигляді рубця.

Однак у 2011 році кардіолог хешем Садек (Hesham Sadek) з колегами з Техаського університету раптово виявили, що у молодих мишей серце здатне швидко регенерувати. Після хірургічного видалення у одноденних мишенят шматочка серцевого м'яза втрачений обсяг тканини повністю відновлювався протягом трьох тижнів, а через два місяці шлуночок вже працював як, як якщо б жодної шкоди не було.

Здатність до відновлення серця трималася сім днів, у семиденний тварин шлуночок вже не регенерував. Цікавіше за все було те, що регенерація відбувалася не за рахунок стовбурових клітин, а за рахунок звичайних зрілих клітин серцевого мускулатури, які, мабуть, раптом згадували, як треба ділитися.

Результати спробували відтворити в інших дослідницьких групах, проте вдалося це не всім. Втім, були і ті, хто все ж зумів сам побачити, як відновлюється серцевий м'яз, і серед них виявилися Анхель Райа (Ángel Raya) і його колеги з Барселонського центру регенеративної медицини . Але їх метою було не просто побачити той же самий результат - вони хотіли зрозуміти, чому здатність до відновлення так швидко згасає. Очевидно, в новонародженого серце відбуваються якісь зміни, і зрозуміти, що це за зміни, можна, тільки проаналізувавши активність генів в кардіоміоцитах.

У нових експериментах серце відновлювалося тільки в тому випадку, якщо пошкодження траплялося не пізніше першого дня життя; якщо ж мишам було вже хоча б два дні від народження, то на серцевому м'язі з'являвся характерний рубець (тобто відновних здібностей вистачало не на тиждень, а на набагато менший термін). Можна було б припустити, що через день після появи на світло в серцевих клітинах відключаються гени, що керують клітинним поділом.

Проте все виявилося не так: в статті в Science Advances йдеться, що відмінності між «одноденним» і «дводенним» серцем були в генах, що мають відношення до позаклітинного речовини, або позаклітинного матриксу. Ця речовина є у всіх тканинах і органах, десь його більше, десь менше, але в цілому воно допомагає органу тримати форму, забезпечує механічну підтримку і допомагає клітинам спілкуватися один з одним і підтримувати робоче середовище навколо себе.

До складу позаклітинного матриксу входять різноманітні біомолекули, синтезом яких керують певні гени. І ось виявилося, що гени, що стимулюють накопичення міжклітинної речовини в серце, через день після народження стають дуже активні, а саме серце на другий день стає на 50% жорсткіше і щільніше, ніж за день до того.

Більш того, коли в серці мишенят спробували відключити фермент, який потрібен для формування міжклітинної матриксу, то серцевий м'яз продовжувала відновлюватися навіть три дні потому. Можна припустити, що серцевий м'яз цілком може регенерувати, якщо їй не заважає накопичується міжклітинна сполучна тканина. Але, звичайно, якщо думати про якесь лікуванні, то тут повинен бути інший спосіб простимулювати відновлення серця, ніж заборона на міжклітинний речовина - все-таки якщо його буде мало, серце теж навряд чи зможе працювати, як треба.

Правда, деякі фахівці засумнівалися в тому, що тут мало місце саме відновлення. Нехай сполучнотканинні шрами на серці й справді не утворюються - потрібно, щоб там з'явилися м'язові волокна.

Сам Анхель Райа стверджує, що в місцях пошкоджень на серцях у мишей дійсно з'являлася м'язова тканина; але, так чи інакше, результати доведеться ще неодноразово перевіряти - тим більше, що вони стосуються такої суперечливої ​​теми, як відновлення серця.