心跳“发动机”点火原理被发现为心律失常防治

科技日报报道，心脏每一次有力的跳动背后，都源于心脏起搏细胞自主发放的电脉冲。这一电脉冲的源头，便是局部钙释放（LCR），它就像心脏跳动的发动机一样不可或缺。这个“发动机”的点火原理一直是医学领域的一个重大谜团，它的存在也成为制约心律失常防治技术进步的根源。

最近，同济大学附属东方医院的陈义汉教授及其研究团队取得了突破性的进展。他们揭示了心脏起搏细胞电脉冲发生和心脏自主节律维系的重要信号通路，并明确了“点火”装置和程序。这一重要成果已经发表在著名的国际期刊《细胞研究》上。

研究团队通过精细的实验发现，心脏起搏细胞内的谷氨酸与局部钙释放之间有着紧密的联系。通过对心脏起搏细胞外部和内部谷氨酸浓度的控制，他们发现只有细胞内部的谷氨酸浓度变化才能有效地影响局部钙释放的动力学。为了验证这一发现，研究人员采用了在心脏起搏细胞的表面膜打孔并直接添加谷氨酸的方法，结果证明了细胞内谷氨酸确实对局部钙释放起到了关键的“点火”作用。

进一步的研究显示，心脏起搏细胞的线粒体膜上的兴奋性氨基酸转运蛋白1（EAAT1）在此过程中发挥了关键作用。该蛋白将胞浆中的谷氨酸转运至线粒体内部，进而促进线粒体产生活性氧（ROS）。这些活性氧随后与钙处理蛋白相互作用，最终引发了局部钙释放。研究团队通过细胞、器官和整体三个层面的实验，证实了兴奋性氨基酸转运蛋白1可以调控窦房结起搏细胞的自主节律。

这一研究不仅揭示了心脏起搏细胞电脉冲发生的精确机制，也为心律失常等心脏疾病的防治提供了新的思路和方向。未来，基于这一研究成果，我们有望开发出更加精准、高效的治疗策略，为心脏病患者带来福音。