Människans hjärta arbetar oavbrutet. Dag efter dag pumpar det blod genom kroppen och anpassar sig samtidigt till en mängd olika påfrestningar. Två nya studier visar just hur komplex denna anpassningsförmåga är.

En studie med över 11 000 deltagare tyder på att ökad exponering för ljus på natten är kopplad till förändringar i hjärtats struktur och funktion. Samtidigt kommer en andra studie fram till en anmärkningsvärd upptäckt: efter en hjärtinfarkt kan det vuxna mänskliga hjärtat tydligen faktiskt bilda nya hjärtmuskelceller. De två studierna behandlar helt olika frågor. Tillsammans visar de dock att hjärtat inte är ett statiskt organ. Det kan förändras, reagera på påfrestningar och tydligen ersätta skadad muskelvävnad – åtminstone i viss utsträckning.

När natten inte längre är mörk

Konstgjort ljus har länge varit en del av vardagen för många människor. Gatubelysning lyser upp bostadsområden, ljus strömmar in genom fönstren, elektroniska apparater står på hela natten och smartphones eller tv-apparater används ofta strax innan man somnar, samtidigt som lamporna ofta lämnas tända. De långsiktiga effekterna av denna artificiellt förlängda ljusexponering på kroppen undersöks allt oftare.

En studie från UK Biobank med 11 071 deltagare har nu funnit ett samband mellan högre nivåer av ljusexponering på natten och förändringar i hjärtat. Studien leddes av professor Lu Qi vid Tulane University i New Orleans och publicerades i European Heart Journal.

Forskarna ville undersöka mer ingående en fråga som hade dykt upp i tidigare observationsstudier: Om människor utsätts för mer artificiellt ljus på natten och hjärt- och kärlsjukdomar samtidigt observeras oftare – kan man då också upptäcka specifika förändringar i hjärtat?

Ljusexponeringen mättes under sju dagar

För att mäta ljusexponeringen så objektivt som möjligt bar deltagarna en sensor på handleden under sju dagar. Enheten registrerade den ljusintensitet som deltagarna utsattes för. Cirka tre år senare genomgick deltagarna en hjärt-MR-undersökning. Denna bildteknik möjliggör en mycket detaljerad bild av hjärtats struktur och en bedömning av olika aspekter av dess funktion.

Forskarna jämförde sedan personer med högre ljusexponering nattetid med deltagare som utsattes för mycket lite ljus under natten. Detta avslöjade skillnader i flera delar av hjärtat.

Förändringar i vänster kammare

Vänster kammare var särskilt anmärkningsvärd. Denna hjärtkammare har en central funktion: den pumpar syrerikt blod ut i den systemiska cirkulationen. Hos personer med högre exponering för nattljus var väggen i vänster kammare tjockare. Samtidigt fann forskarna tecken på skillnader i hjärtmuskelns förmåga att dra ihop sig under ett hjärtslag. Förändringar observerades även i höger kammare och vänster förmak.

Forskarna tillskriver dessa fynd det som kallas hjärtremodellering. Detta begrepp avser en strukturell och funktionell anpassning av hjärtat som bland annat kan uppstå som en reaktion på långvarig stress eller skada. Det är dock viktigt att notera att studien visar ett statistiskt samband; den bevisar inte att ljuset på natten orsakade de observerade förändringarna.

Andra faktorer kan också spela en roll. Dessa inkluderar till exempel sömnvanor, arbetstider, livsstil eller andra hälsoskillnader mellan personer med hög respektive låg exponering för nattljus.

Bör sovrummet vara så mörkt som möjligt?

Författarna till den åtföljande publikationen i European Heart Journal ser resultaten som ett skäl att ägna större uppmärksamhet åt nattmiljön. För den enskildes sovmiljö innebär detta framför allt att minska onödiga ljuskällor. Mörkläggningsgardiner kan stänga ute ljus från utsidan. Starka lampor eller elektroniska indikatorlampor i sovrummet kan stängas av eller täckas över vid behov.

Den ökande ljusföroreningen i städerna är också ett diskussionsämne. Gatubelysning, upplysta byggnader och andra artificiella ljuskällor förändrar nattens naturliga mörker. Det krävs dock ytterligare forskning för att avgöra om en konsekvent minskning av exponeringen för nattljus faktiskt kan förebygga hjärt- och kärlsjukdomar. Och detta lyfter fram en annan aspekt av hjärtforskningen: Vad händer egentligen när hjärtat redan har skadats allvarligt?

Efter en hjärtinfarkt dör hjärtmuskelvävnad

En hjärtinfarkt inträffar när en del av hjärtmuskeln inte längre får tillräckligt med blod och syre. Om blodflödet förblir avbrutet för länge dör hjärtmuskelcellerna. Konsekvenserna kan bli bestående. Död hjärtmuskelvävnad ersätts till stor del av ärrvävnad. Detta kan försämra hjärtats pumpfunktion.

Under lång tid trodde man därför att det vuxna mänskliga hjärtat endast har en extremt begränsad förmåga att bilda nya hjärtmuskelceller. Ett forskarteam från University of Sydney, Baird Institute och Royal Prince Alfred Hospital i Sydney presenterar nu bevis för att denna uppfattning måste omprövas, åtminstone delvis.

Det vuxna hjärtat kan bilda nya muskelceller

Studien, som publicerades i Circulation Research, undersökte om man kunde hitta tecken på bildandet av nya hjärtmuskelceller i den mänskliga hjärtmuskeln efter en hjärtinfarkt. Forskarna, ledda av försteförfattaren dr Robert Hume, kunde visa att det efter en hjärtinfarkt sker processer i det mänskliga hjärtat som stämmer överens med bildandet av nya hjärtmuskelceller.

Detta innebär dock inte att en hjärtinfarkt helt enkelt läker av sig själv. Enligt den aktuella forskningen räcker den naturliga regenereringen inte till för att ersätta den mängd hjärtmuskelvävnad som kan gå förlorad vid en allvarlig hjärtinfarkt. Men det är just här som upptäcktens potentiella betydelse ligger.

Hjärtat reparerar sig själv – men endast i begränsad utsträckning

Forskarna antar att hjärtat efter en skada försöker – åtminstone delvis – ersätta förlorad muskelvävnad. Tidigare studier hade redan observerat ökad celldelning hos hjärtmuskelceller hos möss efter en hjärtinfarkt. Den nya forskningen ger nu belägg för att en liknande process även förekommer hos människor.

För medicinen är det faktum att hjärtat har en viss förmåga till regenerering mindre avgörande. Mycket mer intressant är frågan om varför denna förmåga är otillräcklig och om den en dag kan förstärkas på ett specifikt sätt. Det är just här som regenerativ hjärtforskning kommer in i bilden.

En ovanlig forskningsmodell: hjärtvävnad från levande patienter

Ett utmärkande drag i den australiska studien är det sätt på vilket forskarna kunde undersöka mänsklig hjärtvävnad. Patienter som genomgick bypassoperation vid Royal Prince Alfred Hospital och hade samtyckt till att delta i studien lämnade små vävnadsprover under ingreppet. Detta gjorde det möjligt för forskarna att undersöka både sjuka och mindre allvarligt drabbade områden i hjärtat.

Sådana prover är särskilt intressanta för forskningen eftersom de kommer direkt från levande mänskliga hjärtan. Detta gör det möjligt för forskarna att studera processer som faktiskt äger rum i ett mänskligt hjärta – istället för att enbart förlita sig på djurmodeller eller artificiellt framställda cellkulturer.

Vilka signaler utlöser tillväxten av hjärtmuskelceller?

Ett viktigt nästa steg är nu att få en mer precis förståelse för mekanismerna bakom den observerade regenereringen. Bland annat identifierade forskarna proteiner i vävnadsproverna som redan är kända från studier om hjärtregenerering hos möss. Sådana molekyler kan ge ledtrådar till vilka biologiska signaler som främjar bildandet av nya hjärtmuskelceller.

Det långsiktiga målet skulle vara att specifikt stödja dessa naturliga processer. Istället för att enbart lindra en skadad hjärtmuskel med medicinering eller behandla sjukdomens följder, kan regenerativ medicin en dag försöka hjälpa hjärtat självt att reparera den förlorade vävnaden. Men medicinen har fortfarande en lång väg kvar innan detta kan uppnås.

Hjärtsvikt förblir en stor utmaning

Betydelsen av denna forskning blir tydligare när man beaktar vad som kan hända efter att man överlevt en hjärtinfarkt. En hjärtinfarkt slutar inte nödvändigtvis med den akuta händelsen. Den skada som uppstår kan på lång sikt leda till att hjärtat arbetar mindre effektivt. Hos vissa patienter utvecklas hjärtsvikt med tiden.

Vid hjärtsvikt kan hjärtat inte längre förse kroppen med tillräckligt med blod. Tillståndet kan avsevärt försämra livskvaliteten och få allvarliga långsiktiga konsekvenser. En hjärttransplantation kan vara ett behandlingsalternativ för vissa allvarliga former av sjukdomen. Det är dock endast ett alternativ för en liten andel av de drabbade – delvis på grund av bristen på lämpliga donatororgan. Därför söker forskarna efter sätt att bättre stabilisera skadade hjärtan eller återställa förlorad hjärtmuskelvävnad.

Två forskningsområden – en central fråga

Vid första anblicken har de två studierna inte mycket gemensamt. Den ena handlar om artificiellt ljus på natten. Den andra undersöker hjärtats förmåga att bilda nya muskelceller efter en hjärtinfarkt. Ändå fokuserar båda forskningsområdena i slutändan på hjärtmuskelns anpassningsförmåga. Studien om ljusexponering tar upp frågan om vissa miljöförhållanden är förknippade med långsiktiga förändringar i hjärtat.

Den regenerativa forskningen fokuserar däremot på hur hjärtat reagerar på allvarliga skador – och om dess naturliga reparationsmekanismer kan förstärkas. I båda fallen är hjärtat inte bara ett oföränderligt organ. Dess struktur och funktion kan förändras över tid.

Från förebyggande till regenerering

Forskningen följer här två olika inriktningar. Å ena sidan finns förebyggande åtgärder: Om vissa miljö- eller livsstilsfaktorer verkligen bekräftas som riskfaktorer, kan åtgärder bidra till att minska belastningen på hjärt-kärlsystemet.

Å andra sidan finns regenerering: Om hjärtmuskeln redan har förstörts söker forskarna efter sätt att bättre förstå kroppens naturliga reparationsmekanismer och eventuellt använda dem terapeutiskt.

Särskilt den australiska studien skulle kunna utgöra en intressant forskningsmodell för detta. Om forskarna kan fastställa vilka signaler som stimulerar mänskliga hjärtmuskelceller att dela sig och regenerera sig efter en hjärtinfarkt, skulle detta på sikt kunna leda till nya behandlingsmetoder. Om sådana behandlingar faktiskt kan utvecklas återstår att se.

Vilka slutsatser kan vi dra av detta idag?

De två studierna väcker främst forskningsfrågor – inte färdiga behandlingsrekommendationer. När det gäller ljusexponering på natten återstår det fortfarande att klargöra om – och i vilken utsträckning – ljuset i sig är ansvarigt för de observerade hjärtförändringarna. Inom regenerationsforskningen ligger däremot den största utmaningen i att påverka hjärtmuskelcellernas naturliga regenerering på ett sådant sätt att en medicinskt relevant effekt uppnås.

För vardagen kan man dock dra en enkel slutsats: Att hålla sovrummet så mörkt som möjligt bidrar till att undvika onödig ljusexponering på natten. Utifrån nuvarande rön är detta en förnuftig åtgärd för att skapa en så naturlig sömnmiljö som möjligt – utan att enbart utifrån detta dra slutsatsen att det ger bevisat skydd mot hjärtsjukdomar. Och vid hjärtinfarkt eller befintliga hjärtproblem gäller fortfarande följande: Forskningen om hjärtats potentiella regenerativa förmågor är inget substitut för medicinsk behandling.

Den kanske mest spännande upptäckten från aktuell forskning är därför inte att hjärtat antingen är särskilt sårbart eller särskilt regenereringsförmåga. Det verkar snarare som att båda delarna är möjliga samtidigt: Hjärtat kan anpassa sig till stress, kan förändras permanent av sjukdom – och ändå uppenbarligen besitter en större reparationsförmåga än vad man länge har antagit. Den avgörande frågan för de kommande åren kommer att vara om forskarna lyckas förstå och på ett säkert sätt utnyttja dessa naturliga reparationsmekanismer i det mänskliga hjärtat.