Ľudské srdce pracuje nepretržite. Deň čo deň pumpuje krv do celého tela a pritom sa prispôsobuje najrôznejším záťažiam. Dve nedávne štúdie ukazujú, aká komplexná je táto schopnosť prispôsobenia.

Štúdia, do ktorej sa zapojilo viac ako 11 000 ľudí, naznačuje, že zvýšená expozícia svetlu v noci súvisí so zmenami v štruktúre a funkcii srdca. Druhá štúdia zároveň prináša pozoruhodný zistenie: po infarkte môže srdce dospelého človeka zrejme skutočne vytvárať nové bunky srdcového svalu. Tieto dve štúdie sa zaoberajú úplne odlišnými otázkami. Spoločne však ukazujú, že srdce nie je statický orgán. Dokáže sa meniť, reagovať na stres a zrejme nahradiť poškodené svalové tkanivo – aspoň v obmedzenom rozsahu.

Keď noc už nie je tmavá

Umelé osvetlenie je už dlho súčasťou každodenného života mnohých ľudí. Pouličné osvetlenie osvetľuje obytné oblasti, svetlo preniká cez okná, elektronické zariadenia zostávajú zapnuté cez noc a smartfóny alebo televízory sa často používajú tesne pred zaspaním, pričom svetlá zostávajú často zapnuté. Dlhodobé účinky tohto umelo predĺženého vystavenia svetlu na organizmus sa čoraz viac skúmajú.

Štúdia z UK Biobank, do ktorej sa zapojilo 11 071 účastníkov, teraz zistila súvislosť medzi vyššou mierou vystavenia nočnému svetlu a zmenami v srdci. Štúdiu viedol profesor Lu Qi z Tulane University v New Orleans a bola uverejnená v časopise European Heart Journal.

Výskumníci sa snažili podrobnejšie preskúmať otázku, ktorá vyplynula z predchádzajúcich observačných štúdií: Ak sú ľudia v noci vystavení väčšiemu množstvu umelého svetla a zároveň sa častejšie vyskytujú kardiovaskulárne ochorenia – dajú sa zistiť aj konkrétne zmeny v srdci?

Vystavenie svetlu sa meralo sedem dní

Aby sa vystavenie svetlu meralo čo najobjektívnejšie, účastníci nosili sedem dní na zápästí senzor. Zariadenie zaznamenávalo intenzitu svetla, ktorému boli účastníci vystavení. Približne o tri roky neskôr účastníci podstúpili magnetickú rezonanciu srdca. Táto zobrazovacia technika umožňuje veľmi detailný pohľad na štruktúru srdca a posúdenie rôznych aspektov jeho funkcie.

Vedci následne porovnali osoby s vyššou nočnou expozíciou svetlu s účastníkmi, ktorí boli v noci vystavení len veľmi malému množstvu svetla. Tým sa odhalili rozdiely v niekoľkých oblastiach srdca.

Zmeny v ľavej komore

Zvlášť výrazné zmeny sa prejavili v ľavej komore. Táto komora srdca plní kľúčovú funkciu: pumpuje krv bohatú na kyslík do systémového obehu. U ľudí s vyššou nočnou expozíciou svetlu bola stena ľavej komory hrubšia. Zároveň výskumníci zistili rozdiely v schopnosti srdcového svalu sťahovať sa počas srdcového tepu. Zmeny boli pozorované aj v pravej komore a ľavej predsieni.

Vedci pripisujú tieto zistenia takzvanému kardiálnemu remodelovaniu. Tento termín označuje štrukturálnu a funkčnú adaptáciu srdca, ku ktorej môže dôjsť okrem iného v reakcii na dlhodobý stres alebo poškodenie. Je však dôležité poznamenať, že štúdia poukazuje na štatistickú súvislosť; nepreukazuje, že nočné osvetlenie spôsobilo pozorované zmeny.

Úlohu mohli zohrať aj iné faktory. Patria medzi ne napríklad spacie návyky, pracovný rozvrh, životný štýl alebo iné zdravotné rozdiely medzi ľuďmi s vysokou a nízkou mierou vystavenia nočnému osvetleniu.

Mala by byť spálňa čo najtmavšia?

Autori sprievodnej publikácie v časopise European Heart Journal považujú tieto výsledky za dôvod, prečo venovať väčšiu pozornosť nočnému prostrediu. Pre individuálne spacie prostredie to znamená predovšetkým obmedzenie zbytočných zdrojov svetla. Zatemňovacie závesy môžu zabrániť prenikaniu svetla zvonku. Jasné lampy alebo elektronické kontrolky v spálni možno v prípade potreby vypnúť alebo zakryť.

Témou diskusie je aj rastúce svetelné znečistenie v mestách. Pouličné osvetlenie, osvetlené budovy a iné umelé zdroje svetla narúšajú prirodzenú tmu noci. Je však potrebný ďalší výskum, aby sa zistilo, či dôsledné obmedzenie vystavenia nočnému osvetleniu môže skutočne predchádzať kardiovaskulárnym ochoreniam. A tým sa dostáva do hry ďalší aspekt výskumu srdca: Čo sa vlastne deje, keď je srdce už vážne poškodené?

Po infarkte odumiera tkanivo srdcového svalu

K infarktu dochádza vtedy, keď časť srdcového svalu už nie je dostatočne zásobená krvou a kyslíkom. Ak je prietok krvi prerušený príliš dlho, bunky srdcového svalu odumierajú. Dôsledky môžu byť trvalé. Odumretá tkanina srdcového svalu je z veľkej časti nahradená jazvovou tkaninou. To môže narušiť čerpaciu funkciu srdca.

Dlho sa preto predpokladalo, že srdce dospelého človeka má len mimoriadne obmedzenú schopnosť vytvárať nové bunky srdcového svalu. Výskumný tím z Univerzity v Sydney, Bairdovho inštitútu a Kráľovskej nemocnice Prince Alfred v Sydney teraz prináša dôkazy, že tento názor je potrebné aspoň čiastočne prehodnotiť.

Dospelé srdce dokáže vytvárať nové svalové bunky

Štúdia, uverejnená v časopise Circulation Research, skúmala, či sa v ľudskom srdcovom svale po infarkte dajú nájsť dôkazy o tvorbe nových buniek srdcového svalu. Vedci pod vedením prvého autora, Dr. Roberta Huma, dokázali, že v ľudskom srdci po infarkte prebiehajú procesy, ktoré sú v súlade s tvorbou nových buniek srdcového svalu.

To však neznamená, že sa infarkt jednoducho úplne zahojí sám od seba. Podľa súčasného stavu výskumu prirodzená regenerácia nestačí na nahradenie množstva srdcového svalového tkaniva, ktoré sa môže stratiť počas závažného infarktu. Práve v tom však spočíva potenciálny význam tohto objavu.

Srdce sa samo opravuje – ale len do určitej miery

Vedci predpokladajú, že po poškodení sa srdce pokúša – aspoň čiastočne – nahradiť stratenú svalovú tkaninu. Predchádzajúce štúdie už pozorovali zvýšené delenie buniek srdcového svalu u myší po infarkte. Nový výskum teraz prináša dôkaz, že podobný proces existuje aj u ľudí.

Pre medicínu je skutočnosť, že srdce disponuje určitou schopnosťou regenerácie, menej dôležitá. Omnoho zaujímavejšia je otázka, prečo je táto schopnosť nedostatočná a či ju bude možné jedného dňa špecificky posilniť. Práve tu nastupuje výskum regenerácie srdca.

Nezvyčajný výskumný model: srdcová tkanina od živých pacientov

Charakteristickým rysom austrálskej štúdie je spôsob, akým vedci mohli skúmať ľudskú srdcovú tkaninu. Pacienti, ktorí podstúpili bypass v nemocnici Royal Prince Alfred Hospital a súhlasili s účasťou na štúdii, poskytli počas zákroku malé vzorky tkaniny. To umožnilo výskumníkom preskúmať ako postihnuté, tak aj menej poškodené oblasti srdca.

Takéto vzorky sú pre výskum obzvlášť zaujímavé, pretože pochádzajú priamo zo srdca živých ľudí. To vedcom umožňuje študovať procesy, ktoré sa skutočne odohrávajú v ľudskom srdci – namiesto toho, aby sa spoliehali výlučne na zvieracie modely alebo umelo vytvorené bunkové kultúry.

Aké signály spúšťajú rast buniek srdcového svalu?

Kľúčovým ďalším krokom je teraz získať presnejšie pochopenie mechanizmov stojacich za pozorovanou regeneráciou. Vedci okrem iného identifikovali v tkanivových vzorkách proteíny, ktoré sú už známe zo štúdií o regenerácii srdca u myší. Takéto molekuly by mohli poskytnúť vodítka k tomu, ktoré biologické signály podporujú tvorbu nových buniek srdcového svalu.

Dlhodobým cieľom by bolo špecificky podporovať tieto prirodzené procesy. Namiesto toho, aby sa poškodený srdcový sval iba zmierňoval liekmi alebo aby sa liečili následky ochorenia, by sa regeneratívna medicína jedného dňa mohla pokúsiť pomôcť samotnému srdcu opraviť stratenú tkaninu. Medicína je však od dosiahnutia tohto cieľa ešte veľmi ďaleko.

Srdcové zlyhanie zostáva veľkou výzvou

Význam tohto výskumu je jasnejší, keď si uvedomíme, čo sa môže stať po prekonaní infarktu. Infarkt nemusí nutne skončiť akútnym príhodou. Následné poškodenie môže v dlhodobom horizonte viesť k menej efektívnej činnosti srdca. U niektorých pacientov sa v priebehu času vyvinie srdcové zlyhanie.

Pri srdcovom zlyhaní už srdce nedokáže zásobovať telo dostatočným množstvom krvi. Tento stav môže výrazne zhoršiť kvalitu života a mať vážne dlhodobé následky. Transplantácia srdca môže byť liečebnou možnosťou pri určitých ťažkých formách ochorenia. Je však možnosťou len pre malú časť postihnutých – čiastočne aj preto, že vhodných darcovských orgánov je nedostatok. Preto vedci hľadajú spôsoby, ako lepšie stabilizovať poškodené srdcia alebo obnoviť stratenú srdcovú svalovinu.

Dve oblasti výskumu – jedna kľúčová otázka

Na prvý pohľad majú tieto dve štúdie málo spoločného. Jedna sa zaoberá umelým osvetlením v noci. Druhá skúma schopnosť srdca vytvárať nové svalové bunky po infarkte. Obe oblasti výskumu sa však v konečnom dôsledku zameriavajú na prispôsobivosť srdcového svalu. Štúdia o vystavení svetlu sa zaoberá otázkou, či sú určité podmienky prostredia spojené s dlhodobými zmenami v srdci.

Regeneratívny výskum sa naopak zameriava na to, ako srdce reaguje na závažné poškodenie – a či je možné posilniť jeho prirodzené opravné mechanizmy. V oboch prípadoch srdce nie je len nemenným orgánom. Jeho štruktúra a funkcia sa môžu v priebehu času meniť.

Od prevencie k regenerácii

Výskum v tejto oblasti sleduje dva rôzne prístupy. Na jednej strane je prevencia: ak sa skutočne potvrdí, že určité faktory životného prostredia alebo životného štýlu sú rizikovými faktormi, opatrenia by mohli pomôcť znížiť zaťaženie kardiovaskulárneho systému.

Na druhej strane je regenerácia: ak už došlo k poškodeniu srdcového svalu, vedci hľadajú spôsoby, ako lepšie pochopiť prirodzené opravné mechanizmy tela a potenciálne ich využiť v liečbe.

Zaujímavým výskumným modelom by v tomto smere mohla byť najmä austrálska štúdia. Ak vedci zistia, ktoré signály stimulujú bunky ľudského srdcového svalu k deleniu a regenerácii po infarkte, mohlo by to v dlhodobom horizonte viesť k novým terapeutickým prístupom. Či sa takéto terapie skutočne podarí vyvinúť, ukáže až čas.

Aké závery z toho môžeme dnes vyvodiť?

Obe štúdie v prvom rade nastoľujú výskumné otázky – nie hotové odporúčania na liečbu. Pokiaľ ide o vystavenie nočnému osvetleniu, stále je potrebné objasniť, či – a do akej miery – je za pozorované zmeny v srdci zodpovedné samotné svetlo. V oblasti výskumu regenerácie naopak spočíva kľúčová výzva v tom, ako ovplyvniť prirodzenú regeneráciu buniek srdcového svalu tak, aby sa dosiahol medicínsky relevantný účinok.

Pre každodenný život však možno odvodiť jednoduchý princíp: Udržanie spálne čo najtmavšej pomáha vyhnúť sa zbytočnému vystaveniu nočnému osvetleniu. Na základe súčasných zistení ide o rozumné opatrenie na vytvorenie čo najprirodzenejšieho prostredia na spanie – bez toho, aby sa z toho samotného vyvodzoval záver, že poskytuje preukázanú ochranu pred srdcovými ochoreniami. A v prípade infarktu alebo existujúcich srdcových problémov stále platí: Výskum potenciálnych regeneračných schopností srdca nenahrádza lekárske ošetrenie.

Snáď najzaujímavejším zistením súčasného výskumu preto nie je to, že srdce je buď obzvlášť zraniteľné, alebo obzvlášť schopné regenerácie. Skôr sa zdá, že oboje je možné súčasne: Srdce sa dokáže prispôsobiť stresu, môže byť trvalo zmenené chorobou – a napriek tomu zrejme disponuje väčšou schopnosťou regenerácie, ako sa dlho predpokladalo. Kľúčovou otázkou pre nadchádzajúce roky bude, či sa výskumníkom podarí konkrétne pochopiť a bezpečne využiť tieto prirodzené regeneračné mechanizmy ľudského srdca.