Jei kada nors iš gydytojo girdėjote, kad po infarkto širdies raumuo nebeatsistato, tai nėra visiškai tikslu.
Žmogaus širdis po infarkto geba auginti naujas raumens ląsteles – ir tai neseniai pirmą kartą įrodyta tiriant žmonių širdies audinius.
Tiesa, džiaugtis dar anksti: natūralios regeneracijos nepakanka, kad širdis visiškai užgytų.
Tačiau pats faktas atveria kelią naujiems širdies nepakankamumo gydymo metodams ir bandymams išmokyti širdį gydyti pačią save.
Kodėl manyta, kad širdis negali atsikurti
Širdies raumens ląstelės – kardiomiocitai – veikia kitaip nei odos ar kepenų ląstelės. Odos ląstelės nuolat dalijasi, kepenys geba atauginti prarastą dalį.
O kardiomiocitai elgiasi kitaip: jie aktyviai dalijasi tik vaisiaus vystymosi metu, o netrukus po gimimo jų dalijimasis beveik visiškai sustoja.
Būtent todėl medicinos vadovėliuose dešimtmečius buvo rašoma: širdies ląstelių kiekis, su kuriuo gimėte, maždaug toks pats išlieka iki gyvenimo pabaigos – nebent dalis jų žūtų dėl infarkto.
Miokardo infarktas gali sunaikinti iki trečdalio visų kardiomiocitų.
Žuvusių ląstelių vietoje susidaro randas – panašiai kaip randas odoje, tik jungiamojo audinio randas nesugeba susitraukinėti. Dėl to širdis pradeda prasčiau pumpuoti kraują.
Ilgainiui tai gali lemti širdies nepakankamumą, kurio vienintelis radikalus gydymo būdas tebėra širdies transplantacija.
Tačiau donorinių organų nuolat trūksta, todėl medicina lygiagrečiai kuria ir dirbtinės širdies technologijas.
Eksperimentai su pelėmis dar prieš maždaug ketvirtį amžiaus parodė, kad po infarkto graužikų kardiomiocitai ima dalytis aktyviau.
Tačiau to paties patvirtinti žmonėms ilgai nepavyko – gauti ir ištirti gyvą žmogaus širdies audinį yra itin sudėtinga.
Kaip mokslininkai įrodė širdies regeneraciją po infarkto
Tyrimą atliko Sidnėjaus universiteto, Bairdo instituto ir Karališkosios princo Alfredo ligoninės mokslininkų grupė. Jų darbas paskelbtas žurnale „Circulation Research“.
Viskas prasidėjo nuo unikalaus atvejo.
Profesorius Seanas Lalas, vadovaujantis Sidnėjaus širdžių bankui – kriokonservuotų širdies audinių saugyklai, – kolekcijoje aptiko retą mėginį: 48 metų vyro širdį po didelio infarkto, kurį sukėlė visiška priekinės tarpskilvelinės arterijos užsikimšimas.
Pacientas penkias dienas buvo palaikomas gyvybę užtikrinančia aparatūra, vėliau jam konstatuota smegenų mirtis.
Jo širdis, netinkama transplantacijai, tyrimams buvo perduota dar prieš sustojant kraujotakai.
Tokia „premortalinė“, arba dar iki kraujotakos sustojimo paimta, širdis su infarkto zona yra išskirtinė retenybė.
Patys autoriai pažymi, kad tikimybė vėl gauti panašų mėginį yra labai maža.
Todėl komanda sukūrė papildomą metodą: mokslininkai pradėjo rinkti gyvo širdies audinio biopsijas iš pacientų, kuriems praėjus 7–10 dienų po infarkto buvo atliekama vainikinių arterijų šuntavimo operacija.
Kaip širdies ląstelės dalijasi po infarkto
Tyrėjai pasitelkė visą šiuolaikinių metodų arsenalą – imunohistochemiją, RNR sekoskaitą, proteomiką, metabolomiką ir pavienių ląstelių branduolių sekoskaitą.
Tai leido ne tik pamatyti besidalijančias ląsteles, bet ir išsamiai įvertinti, kokie genai ir baltymai aktyvuojami regeneracijos metu.
Rezultatas buvo aiškus: suaugusio žmogaus kardiomiocitai, reaguodami į išemiją – deguonies badą, kurį sukelia infarktas, – sustiprina mitozę, t. y. ląstelių dalijimosi procesą.
Mėginiuose iš zonos, esančios šalia infarkto pažeidimo, maždaug 7–8 proc. kardiomiocitų turėjo dalijimosi požymių, o unikalioje „premortalinėje“ širdyje šis rodiklis siekė iki 11 proc.
Fluorescencinės mikroskopijos vaizduose širdies audinyje buvo matyti besidalijantys kardiomiocitai.
Svarbu suprasti mastą: profesoriaus Lalo vertinimu, visaverčiam širdies atsikūrimui reikėtų, kad dalytųsi maždaug 25–50 proc. ląstelių.
Realūs 7–11 proc. yra gerokai mažiau, tačiau šis atradimas iš esmės keičia supratimą apie tai, ką žmogaus širdis vis dėlto sugeba.
Įdomu ir tai, kad panašūs audinių atsikūrimo mechanizmai po pažeidimų aptinkami ir kituose organuose.
Tai rodo platesnį regeneracinės medicinos potencialą.
Kodėl deguonies trūkumas gali paleisti širdies atsikūrimo mechanizmą
Viena įdomiausių tyrimo hipotezių susijusi su regeneracijos paleidimo mechanizmu. Profesorius Lalas mano, kad postūmiu gali būti būtent hipoksija – tas pats deguonies badas, kuris infarkto metu pražudo dalį ląstelių.
Logika tokia: vaisiaus vystymosi metu organizmas būna aplinkoje, kurioje deguonies kiekis yra mažesnis, ir būtent tuo laikotarpiu kardiomiocitai aktyviai dalijasi.
Po gimimo, kai pradeda veikti plaučiai ir deguonies kiekis staigiai padidėja, širdies ląstelių dalijimasis beveik visiškai sustoja.
Gali būti, kad infarkto metu deguonies trūkumas širdies ląstelėse „pažadina“ tą pačią programą, kuri veikė embriono vystymosi laikotarpiu.
Analizė parodė, kad genai, aktyvūs vaisiaus kardiomiocituose, įsijungė tik zonoje, esančioje šalia pažeidimo.
Kol kas tai hipotezė, o ne galutinai įrodytas faktas.
Tačiau jeigu ji pasitvirtins, tai gali padėti suprasti, kaip sustiprinti regeneraciją – pavyzdžiui, naudojant vaistus, imituojančius kontroliuojamos hipoksijos poveikį.
Kaip šis atradimas gali pakeisti širdies nepakankamumo gydymą
Širdies ir kraujagyslių ligos tebėra pagrindinė mirties priežastis pasaulyje.
Pavyzdžiui, Lietuvoje širdies nepakankamumu serga daugiau kaip 100 tūkst. žmonių, o širdies transplantacijų atliekama tik vienetai: Nacionalinio transplantacijos biuro duomenimis, 2025 m. Lietuvoje atliktos 4 širdies transplantacijos.
Skirtumas tarp pacientų poreikių ir radikalių gydymo galimybių išlieka labai didelis.
Australijos mokslininkų atradimas šios problemos neišsprendžia akimirksniu, tačiau keičia pačią paradigmą.
Anksčiau buvo kalbama taip: „pažeidimas negrįžtamas“.
Dabar formuluotė jau kitokia: „pažeidimas iš dalies grįžtamas, ir šį gebėjimą galima bandyti sustiprinti“.
Tyrėjai žmogaus širdies audinio mėginiuose jau aptiko kelis baltymus, kurie anksčiau buvo siejami su širdies regeneracija pelėms.
Tai reiškia, kad biologiniai atsikūrimo keliai gali būti bendri skirtingoms žinduolių rūšims, todėl eksperimentų su graužikais duomenų nereikės visiškai pradėti vertinti nuo nulio.
Anksčiau panašių vilčių teikė širdžiai skirtos kamieninių ląstelių terapijos, tačiau paaiškėjo, kad šie procesai yra sudėtingesni nei paprastas žuvusių audinių pakeitimas naujais.
Be to, mokslininkų sukurtas gyvo audinio biopsijos metodas suteikia realų modelį būsimiems regeneraciniams vaistams tirti tiesiogiai žmogaus širdies ląstelėse.
Pirmasis tyrimo autorius dr. Robertas Hume’as pabrėžia: natūrali regeneracija kol kas per silpna, kad apsaugotų nuo sunkių infarkto padarinių. Tačiau tikslas – sukurti gydymą, kuris sustiprintų įgimtą širdies gebėjimą atsikurti ir ateityje galbūt leistų stabdyti ar net grąžinti atgal širdies nepakankamumo procesą be transplantacijos.
