خلايا القلب عرضة للتنظيم الذاتي

في القلب، تفقد بعض الخلايا قدرتها على توصيل النبضات بشكل دوري. ولتجنب تعطل نشاط القلب، تستطيع الخلايا العضلية القلبية تكوين نظام توصيل متفرّع منفصل.

الخلايا العضلية القلبية مسؤولة عن وظيفة انقباض القلب. نتحدث هنا عن خلايا خاصة قادرة على توليد ونقل النبضات الكهربائية. بالإضافة إلى هذه التراكيب، يُمثل نسيج القلب خلايا النسيج الضام التي لا تنقل موجة الإثارة، مثل الخلايا الليفية.

عادةً، تُشكّل الخلايا الليفية البنية الهيكلية للقلب، وتُشارك في شفاء الأنسجة التالفة. في حالات النوبة القلبية وغيرها من الإصابات والأمراض، تموت بعض خلايا عضلة القلب، فتمتلئ خلاياها بالخلايا الليفية، كما لو كانت ندبات في الأنسجة. مع تراكم كبير للخلايا الليفية، يتفاقم مرور الموجة الكهربائية: تُسمى هذه الحالة في طب القلب التليف القلبي.

الخلايا غير القادرة على توصيل النبضات تُعيق النشاط الطبيعي للقلب. ونتيجةً لذلك، تتجه الموجة حول العائق، مما قد يُؤدي إلى مسار تحفيزي في الدورة الدموية: فتتشكل موجة حلزونية دورانية. تُسمى هذه الحالة مسار النبضة العكسي - وهو ما يُسمى عودة الدخول، مما يُحفز تطور اضطراب نظم القلب.

على الأرجح، تتسبب الخلايا الليفية عالية الكثافة في تكوين ضربة نبضية عكسية للأسباب التالية:

- الخلايا غير الموصلة لها بنية غير متجانسة؛

- يشكل العدد الكبير من الخلايا الليفية المتكونة نوعًا من المتاهة لتدفقات الموجات، والتي تُجبر على اتباع مسار أطول وأكثر انحناءً.

تُسمى كثافة ذروة هياكل الخلايا الليفية بعتبة التسرب. يُحسب هذا المؤشر باستخدام نظرية التسرب، وهي طريقة رياضية لتقييم ظهور الوصلات الهيكلية. هذه الوصلات حاليًا هي خلايا عضلة القلب الموصلة وغير الموصلة.

وفقًا لحسابات العلماء، يُفترض أن يفقد نسيج القلب قدرته على التوصيل عند زيادة عدد الخلايا الليفية بنسبة 40%. والجدير بالذكر أنه عمليًا، تُلاحظ الموصلية حتى عند زيادة عدد الخلايا غير الموصلة بنسبة 70%. وترتبط هذه الظاهرة بقدرة خلايا عضلة القلب على التنظيم الذاتي.

وفقًا للعلماء، تُنظّم الخلايا الموصلة هيكلها الخلوي داخل النسيج الليفي بطريقة تُمكّنها من الدخول في نسيج مُلتحم مشترك مع أنسجة القلب الأخرى. قيّم المتخصصون مرور النبضة الكهربائية في 25 عينة من النسيج الضام بنسب متفاوتة من البنى الموصلة وغير الموصلة. ونتيجةً لذلك، حُسبت ذروة تسرب بنسبة 75%. في الوقت نفسه، لاحظ العلماء أن خلايا عضلة القلب لم تكن مُرتبةً بترتيب عشوائي، بل كانت مُنظمةً في نظام موصل مُتفرّع. واليوم، يُواصل الباحثون عملهم في هذا المشروع: ويهدفون إلى ابتكار أساليب جديدة للقضاء على اضطرابات نظم القلب، والتي ستستند إلى المعلومات المُستقاة خلال التجارب.

يمكن العثور على تفاصيل العمل على journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597