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I livelli aumentanti del calcio e del sodio nelle guide della circolazione sanguigna impediscono le aritmia micidiali

Il sangue può sembrare come un liquido semplice, ma la sua chimica è complessa. Quando troppo potassio, per esempio, si accumula nella circolazione sanguigna, i pazienti possono avvertire i ritmi irregolari micidiali del cuore.

Gli scienziati cardiovascolari all'istituto di ricerca biomedico del Fralin della tecnologia della Virginia a VTC stanno studiando perché.

In un nuovo studio, pubblicato in giornale europeo di Pflügers Archiv della fisiologia, il gruppo di ricerca piombo da Steven Poelzing, professore associato all'istituto, descrive come i cambiamenti sottili in potassio, in calcio e nei livelli del sodio regolamentano i battiti cardiaci.

Poelzing dice che i risultati potrebbero aiutare i ricercatori ed i medici a capire le sfumature dei arrythmias cardiaci come pure un gruppo di malattie genetiche che urtano la funzione del canale del sodio, quale la sindrome di Brugada.

Gli scienziati hanno elevato il potassio di sangue in cavie, creanti una circostanza chiamata l'ipercaliemia, che causa alcuni dei condotti elettrici chiave del cuore, canali del sodio, per interrompere. Dopo, hanno aumentato i livelli del calcio ed hanno osservato le celle di muscolo del cuore stampare più vicino insieme. Questo moto minuscolo - misurando i meri nanometri - guide conserva la conduzione elettrica nel cuore.

Sappiamo che il cuore è estremamente sensibile ai cambiamenti nei livelli dell'elettrolito di sangue, ma fino ad oggi non abbiamo avuti una grande maschera di come il paesaggio molecolare del cuore è ricostruito e di come queste celle di muscolo si adattano.„

Steven Poelzing, professore associato nell'istituto universitario di tecnologia della Virginia del Servizio tecnico di assistenza tecnica biomedica e dei meccanici

Le celle di muscolo del cuore soprattutto passano i segnali elettrici via una rete dei ponti della proteina chiamati giunzioni di spazio e canali del sodio. Queste vie lasciano le sostanze nutrienti e positivamente - i minerali fatti pagare scorrono fra le celle. Quando ci sono positivamente troppi - gli ioni caricati del potassio nel sangue, tuttavia, le celle ottengono overstimulated e temporaneamente bloccano i canali di segnalazione.

“Questo può essere pericoloso quando i canali del sodio rimangono incastrati in uno stato socchiuso. La cella non sta morendo, ma non è come l'attivo come era elettricamente una volta. Ciò può causare i arrythmias pericolosi del cuore e morte cardiaca improvvisa,„ Poelzing ha detto.

Quando le vie elettriche della memoria del cuore esitano, le celle di muscolo del cuore stampano insieme più vicino, permettendoli di percepire i campi elettrici sottili generati dalle celle vicine. Questo modulo secondario della segnalazione della cella--cella è conosciuto come accoppiamento ephaptic.

“L'accoppiamento di Ephaptic sembra indirizzare gli effetti di una perdita funzionale di canali del sodio, in questo caso causata da alto potassio e le guide tengono la corrente scorrere correttamente attraverso il muscolo di cuore,„ Poelzing ha detto.

Nel corso dello studio di otto anni, il gruppo di Poelzing ha verificato le concentrazioni differenti di sodio e di calcio per trattare i difetti elettrici connessi con alto potassio per vedere come il cuore avrebbe risposto. Hanno scoperto che quello livelli aumentare del calcio e del sodio insieme notevolmente ha diminuito le distanze fra le celle, fornenti un miglioramento sostanziale nella conduzione cardiaca.

Nella clinica, i pazienti umani con l'ipercaliemia che si sviluppano i ritmi anormali del cuore sono gluconato di calcio endovenoso amministrato. I risultati di Poelzing contribuiscono a spiegare perché elevare i livelli del calcio in queste determinate circostanze cliniche è utile.

“Che cosa mi ha sorpreso è che tali piccoli cambi nei valori dell'elettrolito hanno tali effetti drammatici,„ ha detto re di Ryan, autore dello studio il primo e un socio di ricerca postdottorale nel laboratorio di Scott Johnstone, un assistente universitario all'istituto di ricerca biomedico di Fralin. “Gli intervalli di sodio, di calcio e di potassio che abbiamo utilizzato in questo studio non siamo esagerati, circostanze ioniche estreme che non trovereste mai in una regolazione clinica. Sono tutte all'interno degli intervalli che potrebbero rivelare nei comitati metabolici di sangue.„

Source:
Journal reference:

King, D.R., et al. (2021) The conduction velocity-potassium relationship in the heart is modulated by sodium and calcium. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology. doi.org/10.1007/s00424-021-02537-y.