Amerikai neurobiológusok felfedeztek egy százötven éve keresett idegpályát a szív és az agy között, ami a szinkope kialakulását vezérli.

A szinkope, az eszmélet és a motoros tónus átmeneti elvesztése az emberek közel 40%-át érinti élete során, a tudósok és az orvosok azonban nem tudják pontosan, miért fordul elő. Az ájulás együtt jár a szívritmus, a légzésszám, valamint a vérnyomás csökkenésével, a Bezold-Jarisch reflexként is ismert tünethármassal. Most az idegtudósok egereknél pontosan meghatározták azt a szív és agy közötti idegpályát, ami kiváltja a reflexet, és ájulást okoz.

A Nature-ben megjelent tanulmányukban Jonathan W. Lovelace és munkatársai kifejtik: még ma is keveset tudunk arról, hogyan integrálja az agy a kardiális szignálokat, ezért a szív fiziológiájának és annak az agyi állapotokra és a viselkedésre gyakorolt hatásának jobb megértése érdekében elengedhetetlen a szív szenzoros pályáinak genetikai feltárása.

Az először 1867-ben leírt Bezold-Jarisch-reflex (BJR) egy olyan kardioinhibitoros reflex, amit az eddigi feltételezések szerint a vagus szenzoros neuronjai (VSN-ek) közvetítenek, és ami szinkópát is kivált. A szívhez tartozó VSN-ek molekuláris azonosítása eddig nem történt meg, anatómiai szerveződésük, fiziológiai jellemzőik és a viselkedésre gyakorolt hatásuk is többnyire ismeretlen volt. Most Lovelace és munkatársai a n. vagus (bolygóideg) különböző idegrostjait alkotó sejtek egysejtes RNS-szekvenálásával és fluoreszcens képalkotással kimutatták, hogy olyan szenzoros neuronok kötik össze a szívkamra falát az agytörzzsel – ezen belül nem meglepő módon a nucleus tractus solitarii-val (NTS) és a kutatók meglepetésére az area postremával (AP) is –, amelyek neuropeptid Y receptor Y2-t (NPY2R) expresszálnak. E receptoroknak az érkeresztmetszet szűkítésében van szerepük. Érdekes módon, az agy más részeitől eltérően az AP területét nem választja el vér-agy-gát a véráramlástól. Ez azt jelenti, hogy a véráramba kerülő gyógyszerek megváltoztathatják az aktivitását, ami a gyógyszerfejlesztés célpontjává teheti.

Az NPY2R-t expresszáló neuronok optogenetikai aktiválása a génmódosított kísérleti állatokban kiváltotta a BJR-válaszok klasszikus hármasát – hipotenzió, bradycardia és csökkent légzés – és ájulást okozott. A kísérlet fordítva is működött: az NPY2R-t expresszáló neuronok ablációja elnyomta a BJR-választ, így a kutatók valószínűsítik, hogy ezek az NPY2R-t expresszáló neuronok a Bezold-Jarisch-reflex régóta keresett szubsztrátjai, és ingerületük szinkopét okoz.

A szívfrekvencia és a vérnyomás szinkópe kiváltásában betöltött szerepének vizsgálatára atropinnal blokkolták a paraszimpatikus idegrendszert. A várakozásoknak megfelelően az atropin csökkentette az NPY2R-t expresszáló, axonjukkal az AP-be csatlakozó VSN-ek stimulációja (vagal NPY2R to AP stimulation/vNAS) által kiváltott bradycardia és hipotenzió mértékét.

A kutatók azt is megfigyelték, hogy a vNAS mellett a szívfrekvencia adaptálódott, és a kezdeti csökkenést a légzés intenzívebbé válása követte. Feltételezésük szerint az állat azért tud felépülni a szinkópéből, mert az említett adaptációs és homeosztatikus hatás miatt a szenzoros jel idővel csökken.

Kiderült továbbá, hogy az aortaívben lévő vagus idegsejtek transzkriptomja különbözik a szívkamrát és az agytörzset összekötő, NPY2R-t expresszáló vagális neuronoktól, nem alkotórészei ennek az útvonalnak, bár szintén befolyásolhatják a vérnyomást.

Végezetül a kutatók kifejtik: a szív neurobiológiájának feltárása nemcsak alapvető fontosságú alaptudományos törekvés, de jelentős transzlációs haszna is lehet a szív- és érrendszeri kórképek gyógyításában, amelyek továbbra is a megbetegedések vezető okai világszerte.