心房颤动是最常见的一种持续性心律失常。根据德国心脏基金会的数据，德国约有200万人受到该疾病的影响。这种疾病会扰乱心脏的电活动，导致心律不齐、呼吸急促，并随着时间推移，可能导致心力衰竭或中风等严重并发症。迄今为止，心肌细胞在心房颤动中失去节律的原因尚未完全了解。
由哥廷根大学医学中心(UMG)药理学和毒理学研究所分子药理学教授Niels Voigt博士领导的研究团队，与维尔茨堡大学医院(UKW)德国心力衰竭研究中心(DZHI)转化研究部主任Christoph Maack博士领导的团队合作，现已发现新的证据，表明心肌细胞中关键细胞结构之间的通信中断在该心律失常的发展中起着关键作用。
该研究聚焦于线粒体——"细胞的动力源"——以及肌浆网，肌浆网是心肌细胞内储存钙并在每次心跳时释放钙的细管网状结构。这种钙触发心肌收缩。线粒体利用这种钙信号来产生能量，尤其是在心脏处于压力状态时。
正常情况下，肌浆网和线粒体是紧密耦合的。然而，在心房颤动患者中，这种耦合似乎被破坏。研究团队发现，在心房颤动中，线粒体钙摄取减少，限制了关键能量载体的再生。高分辨率显微镜进一步揭示，在病变细胞中，肌浆网和线粒体之间的空间邻近性丧失，使心肌的能量供应失去平衡。
"我们怀疑钙通信的丧失导致心肌的电不稳定性，因此是心律失常的一个核心机制，"Voigt教授和Maack教授解释道。
这些发现已发表在《循环研究》杂志上。
降胆固醇药物支持钙摄取
在他们的研究中，该团队分析了有和没有心房颤动患者的心肌样本。除了生化测量外，他们还使用了电子断层扫描和STED纳米显微镜等高分辨率成像技术。电子断层扫描可以将细胞结构以纳米尺度三维可视化。使用这种方法，研究人员可以精确测量线粒体和肌浆网之间的空间邻近性。STED纳米显微镜（受激发射损耗显微镜）提供了比传统光学显微镜更高的分辨率，揭示了细胞的精细结构。这些技术表明，在心房颤动中，线粒体失去了其有序结构并与肌浆网分离。
研究小组还调查了受损的心脏功能是否可以被影响——并发现了一个令人惊讶的结果：一种已经获批的降胆固醇药物能够部分恢复心肌细胞中的线粒体钙摄取。对患者数据的进一步分析显示，服用这种药物的人患心房颤动的可能性较低。
"我们的发现为心房颤动的治疗开辟了新的前景，"UMG药理学和毒理学研究所博士后研究员、第一作者Julius Pronto博士说。"如果能够特异性地稳定线粒体并改善其钙摄取，这最终可能会降低心律失常的风险。"
钙成为焦点
在与维尔茨堡大学医院合作的早期研究中，研究团队表明，钙也可以作为标记物，更好地预测心脏手术后危险心律失常的风险。这项新研究更进一步，突显了可能导致此类疾病的细胞基本机制。
研究资助
该项目得到了德国心血管研究中心(DZHK)、德国研究基金会(DFG)以及哥廷根卓越集群"多尺度生物成像：从分子机器到可兴奋细胞网络"(MBExC)的资助。
图片说明：
《循环研究》当前期刊的封面图像。该图像显示了来自无心律失常患者的左心房心肌细胞中规则排列的线粒体。细胞骨架支持细胞结构并有助于线粒体的有序组织。
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