研究人员发现心跳的最佳框架

(欧宝娱乐地址医学Xpress)——心保持谨慎的平衡;太软,它不会泵血,但是太难了,它会使工作过度,完全停止。有一个最优的应变,跳动的心脏可以生成和仍然击败其通常的速度,每秒一次。

在《华尔街日报》发表的一项研究当代生物学宾夕法尼亚大学的研究人员已经表明,这“甜蜜点”取决于的胶原蛋白框架的刚度心的细胞生活在。他们还表明,其他生物物理因素,导致心跳调整与自然的力量加强胶原蛋白在胚胎发育期间,保持增长的心在这个最优区域。

考虑到这个角色胶原蛋白矩阵在最优的心跳可以帮助心脏病专家修复组织心脏病发作后,疤痕僵住了心脏的胶原蛋白。

“如果我们能更清楚地了解影响细胞正常的和受损的胶原蛋白框架,然后我们可以开发更好的治疗框架以及细胞内,”丹尼斯·迪斯凯尔说,化学与生物分子工程系教授在工程和应用科学学院。

迪斯凯尔作者斯蒂芬妮Majkut,他的实验室和博士生的物理学和天文学在宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的,这项研究随着迪斯凯尔实验室的其他成员,乔·斯威夫特和克里斯汀Krieger。他们与物理学教授安德里亚·刘和丁满Idema她实验室的成员。

研究的实验是进行胚胎小鸡的心,这是结构上类似于人类的心在早期发展。研究者化学处理跳动的心变硬或软化周围的胶原基质细胞。治疗困难或容易了细胞的分子马达,蛋白质被称为肌球蛋白,心脏肌肉萎缩。

在测试之后,他们的心了充分软化或硬化治疗,荧光标记一小部分细胞在心脏,这样他们可以量化多么困难的心脏跳动而在显微镜下看着他们。

“当我们把心中的化学分解胶原蛋白、“Majkut说,“我们可以直接看到,心不承包尽可能多的,因为标记细胞没有得到接近对方,因为他们之前所做的。”

“同样的效果也发生在我们心的化学治疗,帮助胶原蛋白交联以及加强本身。最终,那些心停止跳动在一起,”她说。

研究者发现胚胎的进一步成熟,严厉的“甜蜜点”的最优跳动。心脏的胶原基质加筋,肌球蛋白马达蛋白的浓度合同肌肉增加随之跟上。

“我们还展示了这个动态的单个细胞心脏细胞和干细胞衍生的心脏细胞,”迪斯凯尔说。“我们把孤立的细胞在凝胶的硬度的原生的心,否则我们使凝胶软或硬,我们看到相同的最优。令人惊讶的是,在心脏组织细胞一起工作更加敏感的刚度的环境。”

心脏病可能有一天使用这样的stiffness-optimized凝胶增长心脏组织从干细胞取代只是伤痕累累和病人的心脏受损的部分。更好的胶原蛋白作用的基本理解刚度在心跳可以支撑其他治疗。

“有提示的刚度效应与成年人的心,但这项研究清楚地表明,心肌细胞从“第一天”来优化工作对本机刚度他们看到吗胶原蛋白,所有的因素,确定这种关系变化以协调的方式随着心脏的发展所以它可以留在这甜点,”迪斯凯尔说。