The heart has its own "mini-brain": what a recent study has discovered about its neuronal network

Inima ascunde de multă vreme un mister legat de propriul sistem nervos complex, numit adesea „mini-creierul” inimii. Oamenii de știință știau deja că acest sistem contribuie la funcționarea inimii, în special la reglarea ritmului cardiac, dar aveau informații limitate despre modul exact în care funcționează și despre importanța sa reală, potrivit National Geographic.

Un studiu recent realizat pe șoareci, publicat în revista Cell, aduce date noi despre sistemul nervos cardiac intrinsec (ICNS) - o rețea complexă formată din aproximativ 40.000 de neuroni, încorporați în pernuțele adipoase care înconjoară inima. Cercetarea sugerează că acest „mini-creier” este, de fapt, esențial pentru supraviețuire, iar concluziile ar putea sta la baza unor viitoare terapii pentru corectarea aritmiilor și a altor probleme cardiace.

Ce se credea până acum și ce a descoperit studiul

Până la acest studiu, se presupunea că ICNS funcționează mai ales ca o stație intermediară pentru sistemul nervos autonom - sistemul care gestionează la nivelul întregului corp procese subconștiente, precum bătăile inimii și respirația, fiind controlat în principal de sistemul nervos central (creier și măduva spinării).

Noua cercetare arată însă că ICNS face mult mai mult decât să transmită semnale de la creier către inimă: el reglează activ funcția cardiacă, prin intermediul a două categorii distincte de neuroni, cu roluri diferite:

• Neuronii Npy+ – mențin performanța cardiacă normală în activitățile zilnice, controlând ritmul cardiac, funcția de bază a inimii și fluxul sanguin coronarian.
• Neuronii Ddah1+ – sunt esențiali pentru stabilitatea cardiacă și protejează inima de aritmii în timpul stresului fizic sau emoțional intens.

„Fără aceste circuite neuronale locale, inima nu se poate adapta corespunzător cerințelor fiziologice în schimbare”, explică Rui Chang, coautor al studiului și profesor asociat în departamentele de neuroștiințe și fiziologie celulară și moleculară la Facultatea de Medicină a Universității Yale.

O comunicare în dublu sens între creier și inimă

Neuronii din cadrul ICNS comunică atât între ei, cât și cu alți neuroni controlați de sistemul nervos central. Astfel, ICNS poate ajusta continuu activitatea mecanică și electrică a inimii, în funcție de condițiile schimbătoare - de exemplu, accelerând ritmul cardiac atunci când creierul detectează o stare de alertă maximă, „ca atunci când ești urmărit de un tigru”, explică Deepak L. Bhatt, profesor de medicină cardiovasculară la Școala de Medicină Icahn de la Mount Sinai, New York, sau încetinindu-l atunci când pericolul a trecut. ICNS nu se limitează însă la a prelua comenzi de la alte sisteme. „Aceste semnale sunt bidirecționale - creierul și inima comunică între ele”, spune Majid Basit, cardiolog la Memorial Hermann Health System din Houston. Sistemul preia informații de la creier și de la corp, apoi își face propriile ajustări, independent de sistemul nervos central, ceea ce permite inimii să reacționeze mai rapid decât prin calea clasică de comunicare mediată de sistemul nervos autonom.

Potrivit lui Basit, ICNS ajută la menținerea unui flux sanguin adecvat în inimă ca răspuns la factori precum exercițiile fizice, emoțiile sau schimbările de postură. De asemenea, studiile arată că ICNS reglează capacitatea inimii de a genera forță în timpul contracției, pentru a pompa eficient sângele în organism, ajută inima să se relaxeze după fiecare contracție și coordonează ritmul bătăilor cu impulsurile electrice.

Perspective pentru viitoare tratamente

Înțelegerea mai aprofundată a acestor mecanisme ar putea deschide calea unor noi intervenții terapeutice pentru afecțiunile cardiace. Potrivit lui Rui Chang, scopul este dezvoltarea unor terapii viitoare care să modeleze selectiv anumite circuite neuronale, în loc să stimuleze sau să suprime în mod general sistemul nervos autonom. Acest lucru ar permite medicilor să trateze problemele cardiace - precum aritmiile cauzate de fibrilația atrială, insuficiența cardiacă, infarctul miocardic sau alte tulburări - în mod direct și precis, fără efecte secundare nedorite.

Tratamentele actuale pentru bolile de inimă vizează, de regulă, mușchiul cardiac, vasele de sânge sau sistemul de conducere electrică. Anumite medicamente folosite în prezent pot provoca efecte secundare precum insuficiență renală, risc de sângerare, amețeli, oboseală și alte simptome problematice.

„Studiile noastre indică posibilitatea de a modula selectiv neuronii implicați într-o anumită funcție cardiacă, păstrându-i în același timp pe ceilalți”, afirmă Chang. Acest lucru ar putea presupune stimularea electrică a unor ramuri nervoase specifice, cu modele de stimulare mai precise, sau medicamente care vizează ținte moleculare specifice anumitor tipuri de neuroni.

O altă direcție de cercetare este utilizarea ecografiei focalizate, de intensitate redusă, care, potrivit lui Chang, ar putea fi combinată cu medicamente specifice pentru a modula activitatea anumitor neuroni. În plus, stimularea nervilor vagali - care leagă creierul de diverse organe interne, inclusiv de inimă - ar putea fi utilă în anumite cazuri, deoarece, potrivit lui Basit, „stimulează inima folosind curenți electrici ușori”. Pe viitor, ar putea fi dezvoltate și intervenții bazate pe terapie genică, pentru a viza selectiv anumite tipuri de celule nervoase din cadrul ICNS.

Cercetătorii consideră că aceste descoperiri deschid perspectiva unui viitor în care „mini-creierul” inimii ar putea fi folosit pentru a menține funcționarea corectă a inimii și pentru a corecta, cu precizie, disfuncțiile acesteia.