اكتشف علماء من معهد كارولينسكا في السويد، وجامعة كولومبيا في الولايات المتحدة، مستوى مذهل من التعقيد بين الخلايا العصبية التي تغلف القلب، مما يتحدى النظريات القائمة حول أن نشاط القلب يحكم نفسه، ويصدر نبضاته الثابتة تحت تأثيره الخاص.
أكدت الدراسة الجديدة أن كل انقباضة للقلب هي وظيفة ميكانيكية، تتم تحت إشراف بنية من الأعصاب مدفونة أسفل الطبقات الخارجية للقلب، والمعروفة باسم الجهاز العصبي داخل القلب.
يقول عالم الأعصاب كونستانتينوس أمباتزيس، من معهد كارولينسكا، الذي قاد الدراسة: "يلعب هذا "الدماغ الصغير" دورًا رئيسيًا في الحفاظ على ضربات القلب والتحكم فيها، على غرار الطريقة التي ينظم بها الدماغ الوظائف الإيقاعية مثل الحركة والتنفس".
في القرن التاسع عشر، تم العثور على حزم من الأعصاب تسمى العقد في قلوب الضفادع، ثم في قلوب البشر، والتي سرعان ما تم فهمها على أنها تؤدي دور "منظم ضربات القلب" للقلب، والتحكم في معدل الانقباضات العضلية.
كان ذلك بمثابة بداية قرون من البحث في قدرة القلب الثابتة على الحفاظ على النبض، حيث كان العلماء يناقشون مدى تحكم الجهاز العصبي المركزي في النبض.
أما اليوم، يُعتقد أن الدماغ يسيطر على وظيفة القلب من خلال فرعيه، الجهاز الودي "للقتال أو الهروب" والجهاز نظير الودي "للراحة والهضم".
إنه يدير هذا من خلال مسارات عصبية متعددة تربط ألياف عضلات القلب المتشنجة بالعقد الطرفية، والتي ترتبط بدورها بحزم من الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي، والتي تعدل النبض من بعيد استجابة للمحفزات الكيميائية والضغط.
استخدم فريق العلماء، مزيجًا من الوسم المناعي، ورسم خرائط الحمض النووي الريبي للخلايا الفردية، وتحليل الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية التي تنسج عبر أنسجة القلب لتطوير خريطة مفصلة للجهاز العصبي داخل القلب لقلب سمكة الزيبرا.
واكتشف الباحثون تنوعًا كبيرًا في أنواع الخلايا، بما في ذلك مجموعة فرعية من الأعصاب التي تشبه الخلايا العصبية المولدة للأنماط المركزية في الجهاز العصبي المركزي، والمسارات التي تحكم كل شيء من مضغ الطعام إلى المشي.
وبحسب الدراسة، فإنه من المرجح أن قلوب الفقاريات لديها "دماغ" أكثر تطورًا، يتكون من جهاز تنظيم ضربات القلب الذي يدفع القلب إلى العمل، ومدير وسط تنظيمي يأخذ الإشارات من الجهاز العصبي المركزي قبل أن يقرر كيف يجب أن يستجيب القلب.
يقول أمباتزيس: "لقد فوجئنا برؤية مدى تعقيد الجهاز العصبي داخل القلب. إن فهم هذا النظام بشكل أفضل قد يؤدي إلى رؤى جديدة حول أمراض القلب والمساعدة في تطوير علاجات جديدة لأمراض مثل عدم انتظام ضربات القلب".
وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة "ساينس أليرت" العلمية، فإن هذه النتائج تطرح أسئلة جديدة حول كيفية اختلاف هذه الإشارات مع المرض والنظام الغذائي والنشاط، مع إمكانية الكشف عن أهداف جديدة للعلاجات التي يمكن أن تبقي دقات القلب مستمرة لسنوات مقبلة.
