Jantung mulai bekerja bahkan sebelum sepenuhnya terbentuk.

Jumlah kontraksi otot jantung seseorang sepanjang hidupnya adalah sekitar 2,5 miliar. Tidak terlalu sulit untuk mengetahui kapan jantung berkontraksi untuk terakhir kalinya, sayangnya, dokter sering melakukannya. Tetapi kapan hati seseorang mulai berdetak? Tidak banyak yang diketahui tentang ini.

Sekarang para ilmuwan telah memutuskan untuk melacak pembentukan jantung, mulai dari tahap awal perkembangan embrio. Para ahli mempublikasikan hasil penelitian mereka dalam jurnal ilmiah eLIFE . Studi ini, menurut peserta proyek, akan menjadi penting untuk pengembangan kedokteran regeneratif, dan juga akan membantu untuk memahami bagaimana Anda dapat menumbuhkan hati di laboratorium.

Jantung terbentuk pertama kali dalam embrio. Organ ini sudah pada tahap pertama perkembangan embrio mulai bekerja, mengirimkan oksigen dan nutrisi ke semua jaringan organisme yang tumbuh. Pada tikus, misalnya, jantung muncul dalam waktu satu minggu setelah pembuahan. Ini bukan organ yang lengkap, tetapi satu set sel yang secara bertahap berkembang dari sel induk, membentuk hati. Setelah hari yang lain, jantung yang sepenuhnya dapat dikenali muncul dalam embrio tikus, yang mulai bekerja untuk kepentingan seluruh organisme.

Awalnya, diyakini bahwa detak jantung dimulai segera setelah pembentukan tabung jantung. Tetapi ternyata tidak demikian. Jaringan "pompa darah" di masa depan aktif ketika kardiomiosit pertama muncul - sel-sel jantung yang belum membentuk organ lengkap.

Pertama, kardiomiosit bekerja secara berbeda, kontraksi sinkronik dimulai setelah sel-sel individu bergabung menjadi jaringan otot jantung yang lengkap. Pengurangan kardiomiosit disebabkan oleh transisi ion kalsium melalui membran sel. Kontraksi pertama dapat diamati sudah 12 jam setelah pembuahan. Embrio tikus berkembang sangat cepat, jauh lebih cepat daripada embrio manusia. Jam ke-12 perkembangan janin tikus sesuai dengan hari ke-20 embrio manusia. Pada saat ini (hari ke-20), embrio seseorang sudah memiliki bentuk berbentuk cacing, ia masih tidak memiliki lengan, tidak ada kaki, tidak ada kepala. Benar, otak sudah mulai terbentuk. Dan pada saat ini, kardiomiosit mulai bekerja.

Dengan peningkatan konsentrasi kalsium dalam kardiomiosit, sel berkontraksi, dengan penurunan, itu rileks. Sistem sel-sel tersebut adalah otot jantung yang berkontraksi secara sinkron. Untuk melacak kontraksi kardiomiosit pertama, para ilmuwan terus-menerus memonitor embrio tikus. Efek kontrol adalah peningkatan kadar kalsium, yang seharusnya mengarah pada pengurangan sel-sel jantung. Pada tahap awal, mekanisme kunci jantung ini tidak ada - kalsium hampir tidak berpengaruh pada sel.

Untuk menangkap manifestasi dari fokus pertama aktivitas kardiomisetes, para ahli menyuntikkan larutan kalsium neon. Segera setelah ini dilakukan, segera menjadi mungkin untuk mengamati kerja kardiomiosit, baik sel-sel individual dan keseluruhannya.

“Kami terkejut oleh fakta bahwa sel mengubah konsentrasi kalsium di dalam diri mereka bahkan sebelum mekanisme“ kalsium ”kontraksi sel mulai bekerja. Diharapkan bahwa mekanisme kontraksi sel terbentuk terlebih dahulu, setelah semua ini mulai bekerja di bawah pengaruh kalsium, tetapi tidak, sistem sirkulasi ion kalsium muncul sebelumnya, ”kata Sankar Srinivas, seorang profesor biologi dari Universitas Oxford.

Tubuh membutuhkan siklus perubahan konsentrasi ion kalsium karena suatu alasan. Tampaknya kehadiran siklus kalsium penting bahkan untuk proses pembentukan jantung itu sendiri. Ketika memblokir asupan kalsium dalam kardiomiosit dengan bantuan persiapan khusus, para ilmuwan mengamati tidak adanya pembentukan sel otot jantung penuh.

Penemuan ini menjelaskan awal pembentukan berbagai organ embrio. Seperti yang dapat kita lihat, dalam beberapa kasus, aksi molekuler senyawa atau elemen tertentu diperlukan untuk pembentukan organ.

Dalam kasus pembentukan jantung, "siklus kalsium" mulai bekerja di berbagai tempat jantung masa depan. Tetapi setelah beberapa jam (dalam hal mengamati embrio tikus), operasi sinkron sudah dimulai. Cardiomyocytes secara bertahap "belajar" bekerja secara serempak, mulai berdenyut, dan denyut ini menjadi sudah terlihat. Para ilmuwan masih melanjutkan penelitian ke arah ini, untuk lebih memahami mekanisme pembentukan jaringan jantung. Mungkin ini akan membantu untuk menumbuhkan, jika tidak sepenuh hati, maka jaringan jantung dalam kondisi laboratorium. Selain itu, hasil pengamatan mungkin bermanfaat untuk studi penyakit jantung.

“Salah satu masalah utama kedokteran regeneratif adalah pengembangan mekanisme yang dapat membuat sel-sel otot jantung berdenyut secara bersamaan. Jika kita lebih memahami mekanisme ini, setelah mempelajarinya selama proses pembentukan, maka kita akan dapat membuat kain dengan pekerjaan sinkronis, ”kata peserta penelitian.

DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.17113

Source: https://habr.com/ru/post/id398273/