Tutkijat ovat vuosikymmenien ajan tietäneet, että äkillinen sydämen kuolema - sydämen sähköjärjestelmän häiriö, joka johtaa ihmisiä hyvinkin kuolemaan - tapahtuu useammin aamuisin. Kunnianhimoisen Framinghamin sydämetutkimuksen tietojen analysointi johti utelias linkin tieteelliseen dokumentointiin jo vuonna 1987. Mutta aivan yhtä kauan tutkijat eivät ole kyenneet tekemään paljoa tietoa. 1980-luvun lopulla tapahtunut lehdistö viittasi mahdollisiin selityksiin: esimerkiksi oletukseen pystyasennosta tai ongelmiin prosessissa, joka tyypillisesti estää verihyytymiä. Silti tutkijat eivät ole kyenneet määrittelemään perusmekanismia selittämään yhteyttä kehon vuorokausipäivän ja äkillisen kuoleman aiheuttavan sähkövirheen välillä.
Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä on törmännyt johtoon. Mukesh Jain Clevelandin Case Western Reserve Universitystä ja hänen kollegansa identifioivat äskettäin proteiinin, jonka tasot värähtelevät vuorokausipäivän kanssa ja hiirtä aiheuttavat sydämen sähköjärjestelmää ohjaavien ionikanavien värähtelyn myös kellon kanssa. Jain kertoi 8. syyskuuta Indianapolisissa American Chemical Society: n (ACS) kokouksessa, että näitä värähtelyjä esiintyy myös ihmisen sydänsoluissa. Tulokset viittaavat aikakauteen, jolloin lääkärit saattavat pystyä estämään äkillisen sydämen kuoleman, joka on Yhdysvaltojen luonnollisen kuoleman johtava syy, tappaen yli 300 000 ihmistä vuodessa.
Jotta ymmärtäisiin Jainin havainnot, on ensin ymmärrettävä, kuinka sydän toimii. Ajattele: auton moottori, sanoo Salt Lake Cityssä Utahin yliopiston lääketieteen koulun sydän- ja verisuonilääketieteen päällikkö James Fang. Siellä on kiertävä veri, joka on polttoainetta. On lihaksia, jotka pumppaavat polttoainetta. Ja siellä on sähköjärjestelmä, jonka varauksen erottelu ei muodostu akusta, vaan ionipumpuista ja ionikanavista. Ilman toimivaa sähköjärjestelmää lihakset eivät laajene ja supistuvat eikä veri valu. Sydänkohtauksen aikana polttoaineen virtaus sydämeen estetään. Mutta äkillisessä sydänkuolemassa on sähköinen toimintahäiriö, joka estää sydäntä pumppaamasta verta oikein kehoon ja aivoihin. Sydämen sykinnästä tulee epävakaa, ja siinä esiintyy usein rytmihäiriötyyppiä, jota kutsutaan kammiovärinää. Sydänkohtaukset voi johtaa sellaiseen rytmihäiriöön, joka voi johtaa äkilliseen sydänkuolemaan, mutta muissa tapauksissa ei ole ilmeistä laukaista. Riippumatta siitä, kuinka sydämen pistoke vedetään, kuolema tapahtuu yleensä muutamassa minuutissa.
Julkisten paikkojen hätädefibrillaattorit pelastavat ihmishenkiä tarjoamalla nopean tavan sydämen sydämeen työskennellä uudelleen. Mutta uudet tutkimukset ihmisen sydämessä löydetyistä proteiinien vuorokausirytmeistä saattavat tarjota paremman ratkaisun. Kuva Olaf Gradin flickrin kautta
Vaikka sydänlääkkeitä onkin olemassa - ajattele beeta-salpaajia, ACE-estäjiä -, ei ole lääkettä, joka toimisi nimenomaan estämään rytmihäiriöiden puhkeamista. Yleisin lääketieteellinen vaste on juuri tämä: vaste. Lääkärit hoitavat sähköisen toimintahäiriön sen jälkeen, kun se on tapahtunut, defibrillaattorilla, tekniikalla, jonka historia ulottui 1800-luvun lopulle. Vuonna 1899 kaksi fysiologia havaitsi, että sähköiskuilla ei vain voitu luoda, vaan myös lopettaa rytmiset häiriöt koiran sydämessä. 1960-luvun loppuun mennessä sydämen defibrillaatiota käytettiin luotettavasti ihmisissä. Ja vuonna 1985 Johns Hopkinsin yliopiston lääkäri sai FDA-hyväksynnän implantoitavalle defibrillaattorille.
Defibrillaatio on ollut ensisijainen ratkaisu henkeä uhkaaviin rytmihäiriöihin siitä lähtien. Nämä laitteet ovat kutistuneet matkalaukun koosta savukelaatikon kokoon ”, sanoo Fang, ja automatisoiduista ulkoisista versioista on tullut suosittuja, jotta sivulliset voivat auttaa uhria viipymättä ambulanssimatkan viivästyessä. Mutta "se on vähän raakaa lähestymistapaa", Fang sanoo. "Defibrillaattorit ovat todella muodostaneet kulmakiven viimeisen kahden tai kolmen vuosikymmenen aikana, mutta se ei oikeastaan ole paljon hallintaratkaisua", hän lisää. ”Se ei estä ongelmaa. Se antaa sen tapahtua ja shokelee sitten sinut siitä pois. ”Se vastaa auton käynnistämistä hypyn jälkeen akun tyhjentyessä.
Lisäksi Fang sanoo, että koska tutkijat eivät tiedä, mikä laukaisee rytmihäiriön alkamisen, on vaikea ennustaa kuka tarvitsee defibrillaattoria. Otetaan esimerkiksi 100 potilasta, joilla kaikilla on heikko sydän. ”Todennäköisesti vain 10 kuolee yhtäkkiä. Emme tiedä kuka nämä 10 ovat, joten annamme defibrillaattorit kaikille 100: lle ihmiselle ”, Fang sanoo. ”Se on ylenmääräistä, koska 90 ei edes tarvitse sitä. Mutta en voi kertoa, mitkä 10 kuolevat. "
Jainin työ tulee tänne. Hänen ryhmänsä, joka on pitkään tutkinut KLF15-nimistä proteiinia, huomasi suotuisasti, että hiiren proteiinimäärä sydämen kudosyklit - menevät matalasta korkeaan ja takaisin takaisin 24 tunnin aikana. Vaikka Jain ei opiskele erityisesti elektrofysiologiaa, hän oli tietoinen kellon ja äkillisen sydämen kuoleman välisestä yhteydestä ja pohti, voisiko hänen proteiinillaan (joka oli aiemmin ollut yhteydessä joihinkin sydänsairauksiin) olla merkitystä. Jainin ryhmä havaitsi, että KLF15-pitoisuuksien tulisi olla korkeita siirrossa yöstä toiseen, mutta sen sijaan alhaiset hiirillä, joilla on äkillinen sydänkuolema - mikä viittaa siihen, että heidän sydämessään ei ole tarpeeksi proteiinia kriittisen ikkunan aikana. KLF15 säätelee toisen proteiinin tasoa, joka vaikuttaa siihen, kuinka ionit virtaavat hiiren sydämeen ja siitä pois, eli ionikanavat seuraavat myös vuorokausirytmiä. Kun tutkijat eliminoivat KLF15: n esiintymisen, "Ionikanavailmaisu laski ja ei värähtele", Jain sanoo. "Ja näillä eläimillä oli lisääntynyt alttius kammioarytmioille ja äkilliselle kuolemalle." Tutkimus julkaistiin viime vuonna Nature-lehdessä.
ACS-kokouksessa esitetyt seurantahavainnot vahvistavat, että KLF15: n ja ionikanavien värähtely tapahtuu ihmisen sydänsoluissa. Nämä havainnot ”alkavat rakentaa tapausta, että tämä on potentiaalisesti tärkeä ihmisen biologialle ja ihmisen sairaudelle”, Jain sanoo.
Jain uskoo, että hänen molekyylityönsä ja muut vastaavat horisontin tutkimukset voisivat johtaa lääkkeisiin, jotka tarjoavat paremman ratkaisun kuin defibrillointi. ”Tarvitsemme uuden alkuun”, hän sanoo. "Se mitä teemme, ei toimi." Mutta tie on vielä pitkä tie vielä jäljellä. Tulevissa tutkimuksissa yritetään löytää molekyylejä, jotka voisivat nostaa KLF15-tasoja, etsiä muita kelloon liittyviä molekyylejä sydämessä työskennellessä ja etsiä geneettisiä variantteja, jotka liittyvät äkilliseen sydämen kuolemaan.
