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▎药明康德内容团队编辑
最近，有一项发表在Nature Communications上的研究，指出了心脏细胞内置的生物钟如何影响心脏功能，而这一发现有助于解释为什么经常熬夜、上夜班的人更容易患心脏病。![]()
我们的心脏不分昼夜地持续跳动，这与心肌细胞的离子浓度密不可分。钠离子、钾离子在细胞内外的浓度梯度使心肌细胞产生电信号，驱动心肌收缩，产生心跳。过去，人们曾假定这些细胞内的离子浓度总是全天保持稳定。然而，新研究通过小鼠实验首次发现，心脏细胞内的钠离子和钾离子水平实际上在一天24小时里高低起伏。从小鼠心脏组织中分离的细胞中，研究人员惊讶地发现，钠、钾离子在一整天里的浓度变化可高达30%，使得离体心肌细胞的电活动频率在一整天里有2倍的变化。论文中提到，心率在一天里的变化，通常被认为是由神经系统调节的。然而这些新的实验结果揭示，心率变化在一定程度上也由细胞自主调节。影响心率的离子浓度梯度在昼夜周期中的动态变化，可能有助于心脏在通常活动量更大的时段，能够更好地适应和维持较高的心率。![]()
▲每个心脏细胞内置的时钟调节昼夜的放电频率，有助于心脏在白天跳得更快，维持日常活动（图片来源：参考资料[2]；Credit：MRC分子生物学实验室）
研究人员还发现，离子浓度在心脏细胞内的动态变化，对于细胞内许多蛋白质的水平在一天里的波动非常重要。因为这些离子被“泵”出，可在细胞体积保持稳定的同时，为细胞质中蛋白质含量的增加“腾出空间”。而细胞的这种平衡机制与人类疾病之间的关联，值得后续研究去理解。英国MRC分子生物学实验室的John O’Neill教授领导了这项研究，他指出：“许多危及生命的心脏问题在一天中的特定时间高发，而且往往轮班工作的人更高发。我们认为，这是因为，像在轮班工作期间，心脏中的生物钟不能与大脑中的生物钟‘同步’，导致心血管系统可能难以应对工作压力，于是可能使心脏更容易出现功能障碍。”研究人员同时指出，心脏功能全天的变化方式比过去以为得更复杂，影响心率的离子梯度在昼夜周期中有所不同，这些新发现将为预防和治疗心血管疾病提供线索，比如设计更合理的服药时间，让治疗更有效。[1] Alessandra Stangherlin et al., (2021) Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology. Nature Communications. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-25942-4[2] Scientists uncover a circadian rhythm in heart cells that affects their daily function.Retrieved Oct. 25, 2021 from https://medicalxpress.com/news/2021-10-scientists-uncover-circadian-rhythm-heart.html本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。
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