Lidské srdce pracuje nepřetržitě. Den za dnem pumpuje krev do celého těla a přitom se přizpůsobuje nejrůznějším zátěžím. Dvě nedávné studie ukazují, jak komplexní tato přizpůsobivost je.

Studie zahrnující více než 11 000 lidí naznačuje, že zvýšená expozice světlu v noci souvisí se změnami ve struktuře a funkci srdce. Současně druhá studie dospěla k pozoruhodnému zjištění: po infarktu může lidské srdce dospělého člověka zřejmě skutečně vytvářet nové buňky srdečního svalu. Obě studie se zabývají zcela odlišnými otázkami. Společně však ukazují, že srdce není statický orgán. Může se měnit, reagovat na zátěž a zřejmě nahrazovat poškozenou svalovou tkáň – alespoň v omezené míře.

Když noc již není temná

Umělé světlo je již dlouho součástí každodenního života mnoha lidí. Pouliční osvětlení osvětluje obytné oblasti, světlo proudí okny, elektronická zařízení zůstávají přes noc zapnutá a smartphony či televize se často používají těsně před usnutím, přičemž světla zůstávají často rozsvícená. Dlouhodobé účinky tohoto uměle prodlouženého vystavení světlu na organismus jsou stále častěji předmětem výzkumu.

Studie britské biobanky UK Biobank, do které se zapojilo 11 071 účastníků, nyní odhalila souvislost mezi vyšší mírou noční expozice světlu a změnami v srdci. Studii vedl profesor Lu Qi z Tulane University v New Orleans a byla publikována v časopise European Heart Journal.

Vědci se snažili podrobněji prozkoumat otázku, která vyvstala z dřívějších observačních studií: Pokud jsou lidé v noci vystaveni většímu množství umělého světla a současně se u nich častěji vyskytují kardiovaskulární onemocnění – lze u nich také zjistit konkrétní změny v srdci?

Vystavení světlu se měřilo po dobu sedmi dnů

Aby bylo možné expozici světlu změřit co nejobjektivněji, nosili účastníci po dobu sedmi dnů na zápěstí senzor. Zařízení zaznamenávalo intenzitu světla, kterému byli účastníci vystaveni. Přibližně o tři roky později podstoupili účastníci magnetickou rezonanci srdce. Tato zobrazovací technika umožňuje velmi detailní pohled na strukturu srdce a posouzení různých aspektů jeho funkce.

Vědci poté porovnali osoby s vyšší expozicí nočnímu světlu s účastníky, kteří byli v noci vystaveni jen velmi malému množství světla. To odhalilo rozdíly v několika oblastech srdce.

Změny v levé komoře

Zvláště nápadná byla levá komora. Tato srdeční komora plní ústřední funkci: pumpuje krev bohatou na kyslík do systémového oběhu. U lidí s vyšší expozicí nočnímu světlu byla stěna levé komory silnější. Zároveň výzkumníci zjistili rozdíly ve schopnosti srdečního svalu stahovat se během srdečního cyklu. Změny byly pozorovány také v pravé komoře a levé síni.

Vědci tyto nálezy připisují takzvanému srdečnímu remodelování. Tento termín označuje strukturální a funkční přizpůsobení srdce, k němuž může dojít mimo jiné v reakci na dlouhodobý stres nebo poškození. Je však důležité poznamenat, že studie ukazuje statistickou souvislost; neprokazuje, že by noční světlo způsobilo pozorované změny.

Roli mohly hrát i jiné faktory. Patří mezi ně například spánkové návyky, pracovní rozvrhy, životní styl nebo jiné rozdíly ve zdravotním stavu mezi lidmi s vysokou a nízkou mírou vystavení nočnímu osvětlení.

Měla by být ložnice co nejtmavší?

Autoři doprovodné publikace v časopise European Heart Journal považují tyto výsledky za důvod k tomu, aby se nočnímu prostředí věnovala větší pozornost. Pro individuální spací prostředí to znamená především omezit zbytečné zdroje světla. Zatemňovací závěsy mohou zablokovat světlo zvenčí. Jasné lampy nebo elektronická kontrolka v ložnici lze v případě potřeby vypnout nebo zakrýt.

Tématem diskuse je také rostoucí světelné znečištění ve městech. Pouliční osvětlení, osvětlené budovy a další umělé zdroje světla narušují přirozenou temnotu noci. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, zda důsledné omezení vystavení nočnímu světlu může skutečně předcházet kardiovaskulárním onemocněním. A tím se dostáváme k dalšímu aspektu výzkumu srdce: Co se vlastně stane, když je srdce již vážně poškozené?

Po infarktu odumírá srdeční svalovina

K infarktu dochází, když část srdečního svalu již není dostatečně zásobována krví a kyslíkem. Pokud je průtok krve přerušen příliš dlouho, buňky srdečního svalu odumírají. Následky mohou být trvalé. Odumřelá srdeční tkáň je z velké části nahrazena jizevnatou tkání. To může narušit pumpovací funkci srdce.

Dlouhou dobu se proto mělo za to, že srdce dospělého člověka má pouze velmi omezenou schopnost tvořit nové buňky srdečního svalu. Výzkumný tým z Univerzity v Sydney, Bairdova institutu a Královské nemocnice prince Alfreda v Sydney nyní přináší důkazy, že tento názor je třeba alespoň částečně přehodnotit.

Dospělé srdce dokáže vytvářet nové srdeční buňky

Studie, publikovaná v časopise Circulation Research, zkoumala, zda lze v lidském srdečním svalu po infarktu najít důkazy o tvorbě nových srdečních svalových buněk. Vědci pod vedením prvního autora Dr. Roberta Humea dokázali, že v lidském srdci po infarktu probíhají procesy, které odpovídají tvorbě nových srdečních svalových buněk.

To však neznamená, že se infarkt jednoduše zcela zahojí sám od sebe. Podle současného stavu výzkumu nestačí přirozená regenerace k nahrazení množství srdeční svalové tkáně, které může být ztraceno během závažného infarktu. Právě v tom však spočívá potenciální význam tohoto objevu.

Srdce se samo opravuje – avšak pouze v omezené míře

Vědci předpokládají, že se srdce po poškození snaží – alespoň částečně – nahradit ztracenou srdeční svalovinu. Již dřívější studie u myší po infarktu zaznamenaly zvýšené dělení buněk srdečního svalu. Nový výzkum nyní přináší důkaz, že podobný proces existuje i u lidí.

Pro medicínu není tak zásadní skutečnost, že srdce disponuje určitou schopností regenerace. Mnohem zajímavější je otázka, proč je tato schopnost nedostatečná a zda ji bude možné jednoho dne cíleně posílit. Právě zde vstupuje do hry výzkum regenerace srdce.

Neobvyklý výzkumný model: srdeční tkáň od živých pacientů

Charakteristickým rysem australské studie je způsob, jakým se vědcům podařilo zkoumat lidskou srdeční tkáň. Pacienti, kteří podstoupili operaci bypassu v nemocnici Royal Prince Alfred Hospital a souhlasili s účastí ve studii, poskytli během zákroku malé vzorky tkáně. To umožnilo výzkumníkům zkoumat jak nemocné, tak méně postižené oblasti srdce.

Takové vzorky jsou pro výzkum obzvláště zajímavé, protože pocházejí přímo z živých lidských srdcí. To vědcům umožňuje studovat procesy, které se skutečně odehrávají v lidském srdci – namísto toho, aby se spoléhali výhradně na zvířecí modely nebo uměle vytvořené buněčné kultury.

Jaké signály spouštějí růst buněk srdečního svalu?

Klíčovým dalším krokem je nyní získat přesnější pochopení mechanismů, které stojí za pozorovanou regenerací. Vědci mimo jiné identifikovali v tkáňových vzorcích proteiny, které jsou již známé ze studií regenerace srdce u myší. Tyto molekuly by mohly poskytnout vodítka k tomu, které biologické signály podporují tvorbu nových buněk srdečního svalu.

Dlouhodobým cílem by bylo tyto přirozené procesy cíleně podporovat. Místo pouhého zmírňování potíží poškozeného srdečního svalu pomocí léků nebo léčby následků onemocnění by se regenerativní medicína jednoho dne mohla pokusit pomoci samotnému srdci opravit ztracenou tkáň. K dosažení tohoto cíle má však medicína ještě daleko.

Srdeční selhání zůstává velkou výzvou

Význam tohoto výzkumu se stává jasnějším, když si uvědomíme, co se může stát po přežití infarktu. Infarkt nemusí nutně skončit pouze akutním záchvatem. Následné poškození může v dlouhodobém horizontu vést k tomu, že srdce pracuje méně efektivně. U některých pacientů se postupem času vyvine srdeční selhání.

Při srdečním selhání již srdce nedokáže zásobovat tělo dostatečným množstvím krve. Tento stav může výrazně zhoršit kvalitu života a mít závažné dlouhodobé následky. U některých závažných forem tohoto onemocnění může být jednou z možností léčby transplantace srdce. Ta je však dostupná pouze pro malou část postižených – mimo jiné i kvůli nedostatku vhodných dárcovských orgánů. Proto vědci hledají způsoby, jak lépe stabilizovat poškozená srdce nebo obnovit ztracenou srdeční svalovinu.

Dvě oblasti výzkumu – jedna ústřední otázka

Na první pohled mají tyto dvě studie málo společného. Jedna se zabývá umělým osvětlením v noci. Druhá zkoumá schopnost srdce tvořit nové svalové buňky po infarktu. Obě oblasti výzkumu se však v konečném důsledku zaměřují na přizpůsobivost srdečního svalu. Studie o vystavení světlu se zabývá otázkou, zda jsou určité podmínky prostředí spojeny s dlouhodobými změnami v srdci.

Regenerační výzkum se naopak zaměřuje na to, jak srdce reaguje na závažné poškození – a zda lze posílit jeho přirozené opravné mechanismy. V obou případech není srdce pouze neměnným orgánem. Jeho struktura a funkce se mohou v průběhu času měnit.

Od prevence k regeneraci

Výzkum v této oblasti sleduje dva různé přístupy. Na jedné straně je prevence: pokud se skutečně potvrdí, že určité faktory prostředí nebo životního stylu představují rizikové faktory, mohla by příslušná opatření pomoci snížit zátěž kardiovaskulárního systému.

Na druhé straně je regenerace: Pokud již došlo k destrukci srdečního svalu, vědci hledají způsoby, jak lépe porozumět přirozeným opravným mechanismům těla a případně je využít v terapii.

Zejména australská studie by v tomto ohledu mohla poskytnout zajímavý výzkumný model. Pokud se vědcům podaří zjistit, které signály stimulují buňky lidského srdečního svalu k dělení a regeneraci po infarktu, mohlo by to v dlouhodobém horizontu vést k novým terapeutickým přístupům. Zda se takové terapie skutečně podaří vyvinout, teprve uvidíme.

Jaké závěry z toho dnes můžeme vyvodit?

Obě studie především nastolují výzkumné otázky – nejedná se o hotová doporučení k léčbě. Pokud jde o vystavení světlu v noci, je třeba ještě objasnit, zda – a do jaké míry – je za pozorované srdeční změny zodpovědné samotné světlo. Ve výzkumu regenerace naopak spočívá klíčová výzva v tom, jak ovlivnit přirozenou regeneraci buněk srdečního svalu tak, aby bylo dosaženo medicínsky relevantního účinku.

Pro každodenní život však lze odvodit jednoduchý princip: Udržování ložnice v co největší tmě pomáhá vyhnout se zbytečnému vystavení nočnímu světlu. Na základě současných poznatků se jedná o rozumné opatření k vytvoření co nejpřirozenějšího prostředí pro spánek – aniž by se z toho samotného dalo vyvodit, že poskytuje prokázanou ochranu před srdečními chorobami. A v případě infarktu nebo již existujících srdečních potíží stále platí: Výzkum potenciálních regeneračních schopností srdce nenahrazuje lékařskou léčbu.

Snad nejzajímavějším zjištěním současného výzkumu proto není to, že by srdce bylo buď obzvláště zranitelné, nebo obzvláště schopné regenerace. Spíše se zdá, že obojí je možné současně: Srdce se dokáže přizpůsobit zátěži, může být trvale změněno onemocněním – a přesto zřejmě disponuje větší schopností opravy, než se dlouho předpokládalo. Klíčovou otázkou pro nadcházející roky bude, zda se výzkumníkům podaří tyto přirozené regenerační mechanismy lidského srdce přesně pochopit a bezpečně využít.