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人心是如何一點一點變「硬」的

人心是如何一點一點變「硬」的
將心比心(Enrique Simonet-la autopsia )


對於一顆人心來說,出岔子其實是分分鐘的事。隨著我們年齡增長,高血壓可能會使這些強韌的肌肉負載過多,造成中風或是心臟衰竭。吸煙則可能傷害你的心臟和血管外,還會損傷你的每一個血細胞。有時僅僅是年歲本身的自然作用就能讓你的心臟衰弱到完不成它的本職工作,帶來疲勞,呼吸急促甚至死亡。不過心臟也會硬化,它柔軟的肌肉會變成骨頭。


「心血管系統是你最容易鈣化的軟組織之一,」Arjun Deb,UCLA的心臟研究者在提及心臟組織中鈣鹽的沉積時,告訴我們。這是一種不太理想的發展狀態:血管的鈣化最終將導致他們的阻塞,在心臟中,它們甚至可以阻斷維持心肌跳動的電信號。正常的老化過程,腎病和糖尿病的產生,甚至是胸部受的外傷都可能觸發鈣化——但心臟硬化的具體機制大部分仍是未知的。

如今的研究者們通過對單個細胞的觀察,為這個神秘過程的研究投下一縷曙光。他們藉此得以在不受心跳和血液循環影響的情況下,觀察那些柔韌的心血管組織是如何變硬的。在昨天的Cell Stem Cell期刊上發表的一篇研究報告中,Deb和他的團隊尋求找出這種致命心臟鈣化的成因以及阻止它的潛在方法。這個消息無疑是令人振奮的。根據疾控中心的報告,心血管的鈣化是心臟病的主要成因之一,每年能殺死610000美國人。


人心是如何一點一點變「硬」的
纖維原細胞


了解到心臟損傷經常會引起鈣化後,研究者們將注意力集中在了纖維原細胞上,一種在傷口恢復過程中至關重要的結締組織細胞。在受傷後,受傷部位的纖維細胞被激活為纖維原細胞,從而生成癒合過程中的結締組織。有些纖維細胞偏離了原本的轉化方向,變成了類似成骨細胞的樣子。


通過基因標記實驗室小鼠身上的纖維原細胞然後對這些實驗動物造成多種外傷,研究者們得以觀察周圍纖維原細胞變成類似成骨細胞的過程。研究者們隨後提取這些轉化的細胞樣本並將它們移植到健康鼠的皮膚上,這些小鼠的皮膚在一個月內產生了鈣化。當在培養皿內生長時,人類的纖維原細胞樣本也產生了一樣的變化。目前看起來,僅僅是這些類成骨細胞的存在,就能導致周圍組織的鈣化。

這一新的發現幫助了科學家們確定一種從源頭阻止這種致命硬化發生的潛在機制。當研究這些變種的纖維原細胞時,Deb和他的團隊注意到這些細胞會在心臟受傷時產生一種叫做ENPP1的蛋白。當他們將一種骨質疏鬆藥物注射入遭受會引起鈣化的外傷的受試小鼠體內後,沒有一隻小鼠身上出現了鈣化現象。Deb說,看起來這種藥物阻止了ENPP1的反應,由此完全阻止了鈣化過程。


人心是如何一點一點變「硬」的
鈣化的心臟


不幸的是,這種療法似乎只在鈣化發生前使用才會起效。Paolo Raggi醫生說,這種預防性療法對於人類來說是不切實際的,因為你不可能準確知道你的心臟什麼時候會受傷。沒有參與此項研究的Raggi還透露了他對這種療法在人類身上是否會和在白鼠身上一樣有效的擔憂。


無論如何,他說這些研究者們在尋找人類心臟鈣化過程上的工作是出色的。「他們為探究一個看似簡單問題所付出的工作是無法想像的,」Raggi說,指出類似的證據此前就已被發現,但還沒有被串聯起來形成一個「優雅而又完整的故事」「我認為這個領域的研究在未來將大有前途。」


Deb和他的團隊已經開始向下一個目標進發:他們想知道在預防心臟鈣化外,是否還有逆轉這一過程的可能。他的下一個研究目標是找出ENPP1在心臟受傷後造成鈣化的途徑和成因。鑒於這一蛋白似乎也與其他部位的不當鈣化有關,Deb希望未來的研究將找到預防並治癒身體任何部位鈣化的治療方法。

「我們的研究很有前景(原文promise,亦作承諾)」Deb說。換句話說:不忘初心。


[Quan via Smithsonianmag]

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