科学家发现心脏细胞的昼夜节律会影响其日常功能

一项新研究表明，心脏细胞中的昼夜节律如何帮助改变一天中的心脏功能，并可能解释为什么轮班工人更容易出现心脏问题。

科学家们首次证明，心脏细胞通过细胞内钠离子和钾离子水平的日常变化来调节它们的昼夜节律。心脏细胞内外不同水平的钠离子和钾离子允许电脉冲引起它们的收缩并驱动心跳。细胞离子浓度被认为是相当恒定的，但科学家们现在发现心脏细胞实际上会在白天和黑夜改变其内部钠和钾的水平。这预测了我们生活的日常需求，让心脏在我们活跃时更好地适应和维持增加的心率。

众所周知，心脏细胞和其他组织中存在每日生物钟。通常由荷尔蒙信号同步，使我们的内部日常节奏与昼夜循环保持一致。心脏功能的日常节律已为人所知多年，并被认为是由于白天神经系统的更大刺激所致。这项由医学研究委员会和阿斯利康蓝天计划支持的新研究表明，每个心脏细胞内的昼夜节律也会影响心率。

该团队由英国剑桥 MRC 分子生物学实验室的科学家领导，与阿斯利康合作，表示了解离子水平的这些变化如何在一天内改变心脏功能可能有助于解释为什么轮班工人更容易患心脏病——因为由心脏时钟驱动的离子节律与大脑时钟的刺激“不同步”。这种新的理解可能会导致更好的治疗和预防措施来对抗心脏病。

这项发表在《自然通讯》杂志上的研究发现，钠和钾的这些日常节律会发生，从而使细胞蛋白质发生变化，而离子实际上被泵出，为蛋白质水平的日常增加“腾出空间”。该研究的主要作者 Alessandra Stangherlin 惊讶地发现，在分离的细胞和心脏组织中，钠/钾水平的变化高达 30%。这使分离的心脏细胞的电活动产生了惊人的两倍每日变化。在小鼠中，这似乎与了解心率的日常变化与神经控制同样相关。

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