O coração começa a trabalhar mesmo antes de estar totalmente formado.

O número de contrações do músculo cardíaco de uma pessoa ao longo de sua vida é de aproximadamente 2,5 bilhões. Não é tão difícil descobrir quando o coração está se contraindo pela última vez, os médicos fazem isso com muita frequência, infelizmente. Mas quando o coração de uma pessoa começa a bater? Não se sabe muito sobre isso.

Agora, os cientistas decidiram acompanhar a formação do coração, a partir dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário. Especialistas publicaram os resultados de suas pesquisas na revista científica eLIFE . O estudo, de acordo com os participantes do projeto, será importante para o desenvolvimento da medicina regenerativa e também ajudará a entender como você pode cultivar um coração em um laboratório.

O coração é formado primeiro no embrião. Esse órgão já nos primeiros estágios do desenvolvimento embrionário começa a funcionar, enviando oxigênio e nutrientes a todos os tecidos do organismo em crescimento. Nos ratos, por exemplo, o coração aparece dentro de uma semana após a concepção. Este não é um órgão de pleno direito, mas um conjunto de células que se desenvolvem gradualmente a partir de células-tronco, formando um coração. Após outro dia, um coração completamente reconhecível aparece no embrião do rato, que começa a funcionar em benefício de todo o organismo.

Inicialmente, acreditava-se que o batimento cardíaco começa imediatamente após a formação do tubo cardíaco. Mas, como se viu, não é assim. Os tecidos da futura “bomba sanguínea” estão ativos quando os primeiros cardiomiócitos aparecem - células cardíacas que ainda não formaram um órgão de pleno direito.

Primeiro, os cardiomiócitos funcionam de maneira diferente, a contração síncrona começa depois que as células individuais se combinam em um tecido completo do músculo cardíaco. A redução de cardiomiócitos é devida à transição de íons cálcio através da membrana celular. As primeiras contrações já podem ser observadas 12 horas após a concepção. Os embriões de camundongos se desenvolvem muito rapidamente, muito mais rapidamente que os embriões humanos. A 12ª hora do desenvolvimento do feto do rato corresponde ao 20º dia do embrião humano. A essa altura (vigésimo dia), o embrião de uma pessoa já tem a forma de um verme, ele ainda não tem braços, pernas ou cabeça. É verdade que o cérebro já está começando a se formar. E, neste momento, os cardiomiócitos começam a funcionar.

Com um aumento na concentração de cálcio nos cardiomiócitos, a célula se contrai e, com uma diminuição, relaxa. O sistema dessas células é um músculo cardíaco em contração síncrona. A fim de rastrear as primeiras contrações dos cardiomiócitos, os cientistas monitoravam constantemente os embriões de ratos. O efeito controle é um aumento nos níveis de cálcio, o que deveria ter levado a uma redução nas células cardíacas. Nos estágios iniciais, esse mecanismo essencial do coração está ausente - o cálcio quase não tem efeito nas células.

Para captar a manifestação dos primeiros focos de atividade dos cardiomicetos, os especialistas injetaram uma solução fluorescente de cálcio. Assim que isso foi feito, tornou-se imediatamente possível observar o trabalho dos cardiomiócitos, células individuais e sua totalidade.

“Ficamos surpresos com o fato de as células mudarem a concentração de cálcio dentro de si mesmas antes mesmo de o mecanismo de contração das células começar a funcionar. É de se esperar que o mecanismo de contração celular seja formado primeiro, após o que tudo isso começa a funcionar sob a influência do cálcio, mas não, o sistema de circulação de íons de cálcio aparece antes ”, diz Sankar Srinivas, professor de biologia da Universidade de Oxford.

O corpo precisa de um ciclo de mudanças na concentração de íons cálcio por uma razão. Parece que a presença de um ciclo de cálcio é importante mesmo para o próprio processo de formação do coração. Ao bloquear a ingestão de cálcio em cardiomiócitos com a ajuda de preparações especiais, os cientistas observaram a ausência da formação de células musculares cardíacas de pleno direito.

Esta descoberta lança luz sobre o início da formação de vários órgãos do embrião. Como podemos ver, em alguns casos, a ação molecular de compostos ou elementos específicos é necessária para a formação de um órgão.

No caso da formação do coração, o "ciclo do cálcio" começa a funcionar em vários locais do futuro coração. Mas depois de algumas horas (no caso de observação do embrião do mouse), a operação síncrona já começa. Os cardiomiócitos gradualmente "aprendem" a trabalhar de forma síncrona, começam a pulsar e essa pulsação já se torna perceptível. Os cientistas ainda continuam as pesquisas nessa direção, a fim de entender melhor o mecanismo de formação do tecido cardíaco. Talvez isso ajude a crescer, se não o coração inteiro, o tecido cardíaco em condições de laboratório. Além disso, os resultados das observações podem ser úteis para o estudo de doenças cardíacas.

“Um dos principais problemas da medicina regenerativa é o desenvolvimento de um mecanismo que pode fazer as células do músculo cardíaco baterem em sincronia. Se entendermos melhor esse mecanismo, depois de estudá-lo durante o processo de formação, poderemos criar tecidos com trabalho sincrônico ”, dizem os participantes do estudo.

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

Source: https://habr.com/ru/post/pt398273/