Když náhle vstanete ze židle, vaše tělo provede okamžitý technický výkon. Abyste zabránili ztrátě vědomí, váš krevní tlak se musí okamžitě přizpůsobit náhlé změně polohy těla. Po celá desetiletí věda připisuje tento reflex téměř výhradně baroreceptorům – senzorům v tepnách, které signalizují mozku, aby sevřel krevní cévy.
Nedávná studie publikovaná v časopise Nature však identifikovala chybějící článek v této fyziologické hádance: síť záhadných neuronů umístěných přímo v srdci, které hrají zásadní roli při udržování krevního tlaku.
Objev neuronů PIEZO2
Tým výzkumníků pod vedením molekulárního neurologa Stevena Liberlese z Harvardské univerzity studoval specifický protein zvaný PIEZO2. Tento protein funguje jako mechanický převodník, přeměňující fyzický tlak na buněčné membrány na elektrické nervové signály.
Studiem myší tým zjistil, že neurony exprimující PIEZO2 obalují všechny čtyři komory srdce do složitých struktur podobných pavučinám. Zásadní je, že stejné typy neuronů byly nalezeny v lidském srdci, což ukazuje na zásadní význam tohoto mechanismu pro přežití savců.
Jak srdce „cítí“ objem krve
K určení funkce těchto neuronů výzkumný tým využil kombinaci monitorování v reálném čase a cílených biologických intervencí. Jejich výsledky změnily naše chápání toho, jak tělo spravuje oběhovou stabilitu:
- Posturální reflexy: Zdravé myši jsou schopny okamžitě upravit svou srdeční frekvenci při pohybu z horizontální do vertikální polohy.
- Účinky ztráty neuronů: Když vědci použili toxin k selektivnímu zabíjení neuronů PIEZO2 v srdci, myši již nemohly regulovat svůj krevní tlak, což způsobilo, že při pohybu prudce klesl.
- Rychlá reakce na ztrátu krve: V případech ztráty krve tyto srdeční neurony reagovaly mnohem rychleji než arteriální baroreceptory. To naznačuje, že zatímco tepny monitorují tlak, tyto srdeční neurony vysílají přímý vysokorychlostní signál o objemu krve.
Dvouúrovňový regulační systém
Studie ukazuje, že tělo nespoléhá na jeden jediný senzor, ale na komplexní vícevrstvou komunikační síť.
Zatímco mozek přijímá obecné informace o krevním tlaku z tepen, zdá se, že se při získávání velmi přesných dat spoléhá na tyto nově objevené srdeční senzory. To umožňuje kardiovaskulárnímu systému reagovat s vysokou přesností na náhlé změny objemu krve, jako je náhlé krvácení nebo rychlé změny gravitační zátěže.
„Autoři došli k závěru, že neurony exprimující PIEZO2 jsou nezbytné pro udržení krevního tlaku a zajištění přežití během deplece krevního objemu,“ poznamenává Ardem Pataputian, molekulární biolog a nositel Nobelovy ceny.
Neprozkoumané mapy oběhového systému
I přes tento průlom zůstává mapa nervového systému kardiovaskulárního systému stále neúplná. Vědci identifikovali nejméně šest různých typů neuronů v oběhovém systému, ale funkce tří z nich stále zůstávají záhadou.
Tento objev otevírá nové pohledy na kardiovaskulární regulaci a v konečném důsledku by mohl vést k lepší léčbě poruch krevního tlaku a syndromů mdloby.
Závěr: Identifikací neuronů PIEZO2 v srdci vědci objevili životně důležitý „systém včasného varování“, který funguje ve spojení s arteriálními senzory ke stabilizaci krevního tlaku. Toto zjištění ukazuje, kolik vnitřní regulační logiky se ještě musíme naučit.
