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Os níveis crescentes do sódio e do cálcio nas ajudas da circulação sanguínea impedem arritmias mortais

O sangue pode parecer como um líquido simples, mas sua química é complexa. Quando demasiado potássio, por exemplo, acumula na circulação sanguínea, os pacientes podem experimentar ritmos irregulares mortais do coração.

Os cientistas cardiovasculares no instituto de investigação biomedicável do Fralin da tecnologia de Virgínia em VTC estão estudando porque.

Em um estudo novo, publicado no jornal europeu de Pflügers Archiv da fisiologia, a equipa de investigação conduzida por Steven Poelzing, professor adjunto no instituto, descreve como as mudanças subtis no potássio, no cálcio, e nos níveis do sódio regulam pulsação do coração.

Poelzing diz que os resultados poderiam ajudar pesquisadores e médicos a compreender os nuances de arrythmias cardíacos, assim como um grupo de desordens genéticas que impactam a função do canal do sódio, tal como a síndrome de Brugada.

O potássio elevado do sangue dos cientistas nas cobaias, criando uma circunstância chamou o hyperkalemia, que causa algumas das canalizações elétricas chaves do coração, os canais do sódio, para fechar. Em seguida, aumentaram níveis do cálcio e observaram as pilhas de músculo do coração pressionar mais perto junto. Este movimento minúsculo - medindo meros nanômetros - ajudas preserva a condução elétrica no coração.

Nós sabemos que o coração é extremamente sensível às mudanças em níveis do eletrólito do sangue, mas até recentemente nós não teve uma grande imagem de como a paisagem molecular do coração é remodelada, e de como estas pilhas de músculo se adaptam.”

Steven Poelzing, professor adjunto na faculdade da tecnologia de Virgínia do departamento de engenharia da engenharia biomedicável e dos mecânicos

As pilhas de músculo do coração passam primeiramente sinais elétricos através de uma rede das pontes da proteína chamadas junções da diferença e canais do sódio. Estes caminhos deixam nutrientes e positivamente - os minerais cobrados fluem entre pilhas. Quando há demasiados positivamente - os íons cobrados do potássio no sangue, contudo, as pilhas obtêm overstimulated e obstruem temporariamente os canais de sinalização.

“Isto pode ser perigoso quando os canais do sódio obtêm colados em um estado entreaberto. A pilha não está morrendo, mas não é tão electricamente active quanto era uma vez. Isto pode causar arrythmias perigosos do coração e morte cardíaca repentina,” Poelzing disse.

Quando os caminhos elétricos do núcleo do coração hesitam, as pilhas de músculo do coração pressionam mais perto junto, permitindo que detectem os campos elétricos subtis gerados por pilhas vizinhas. Este formulário secundário da sinalização da pilha-à-pilha é sabido como o acoplamento ephaptic.

De “o acoplamento Ephaptic parece endereçar os efeitos de uma perda funcional de canais do sódio, neste caso causada pelo potássio alto, e as ajudas mantêm a corrente fluir correctamente através do músculo de coração,” Poelzing disse.

No curso do estudo de oito anos, a equipe de Poelzing testou concentrações diferentes de sódio e de cálcio para tratar os defeitos elétricos associados com o potássio alto para ver como o coração responderia. Descobriram que isso níveis aumentar do sódio e do cálcio junto reduziu extremamente as distâncias entre as pilhas, fornecendo uma melhoria substancial na condução cardíaca.

Na clínica, os pacientes humanos com hyperkalemia que se tornam ritmos anormais do coração são gluconato intravenoso administrado do cálcio. Os resultados de Poelzing ajudam a explicar porque elevar níveis do cálcio sob estas determinadas circunstâncias clínicas é benéfica.

“O que me surpreendeu é que tais pequenas alterações em valores do eletrólito têm tais efeitos dramáticos,” disse o rei de Ryan, autor do estudo o primeiro e um investigador associado pos-doctoral no laboratório de Scott Johnstone, um professor adjunto no instituto de investigação do Biomedical de Fralin. “As escalas do sódio, do cálcio, e do potássio que nós nos usamos neste estudo não somos circunstâncias iónicas exagerados, extremas que você nunca encontraria em um ajuste clínico. Estão todos dentro das escalas que poderiam aparecer nos painéis metabólicos do 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.