Een regelmatige hartslag is essentieel voor het leven van gewervelde dieren. In het volwassen hart wordt deze functie aangedreven door een anatomisch gelokaliseerde pacemaker. Daarentegen wordt het tempovormingsvermogen breed verdeeld in het vroege embryonale hart waardoor de vraag ontstaat hoe de activiteit op weefselschaal eerst wordt vastgesteld en vervolgens wordt gehandhaafd tijdens de embryonale ontwikkeling. De eerste overgang van het hart van stil naar slaan is nooit gekenmerkt op het tijdschema van individuele elektrische gebeurtenissen, en de structuur in ruimte en tijd van de vroege hartslag blijft slecht begrepen.
Met behulp van de volledig optische elektrofysiologie heeft men de allereerste hartslag van een zebravis vastgelegd en de ontwikkeling van de prikkelbaarheid en geleiding van het hart rond deze unieke gebeurtenis geanalyseerd.
Anders gezegd: wetenschappers van de Harvard Universiteit zijn er ondertussen in geslaagd om het juiste moment waarop een hart begint te kloppen op beeld vast te leggen. Een opmerkelijke prestatie als je weet dat ze dit gedaan hebben bij het embryo van een zebravis die maar een kort leven leidt. Na ongeveer 20 uur in de ontwikkeling van het embryo begonnen de hartcellen plots als één geheel te werken. “Het was alsof iemand een schakelaar had omgedraaid...”
In een klein tijdsbestek van ongeveer 20 uur tijdens de ontwikkeling van de zebravis, kwam het ontwikkelende hart van de embryo's dus in actie. Uit eerdere onderzoeken was duidelijk geworden dat de eerste hartslag al plaatsvindt voordat de eerste hartstructuur, een primitieve buis, zich vormt. De eerste tekenen van activiteit bevinden zich binnen populaties hartspiercellen, cardiomyocyten genaamd, waarvan wetenschappers hebben ontdekt dat ze overspoeld worden met calciumionen, maar niet op een georganiseerde manier.
In het volwassen hart stromen calciumionen de cardiomyocyten in en uit, waardoor actiepotentialen ontstaan (pieken van elektrische activiteit) die hartcontracties op gang brengen.
Hoofdonderzoeker Bill Jia zette samen met Adam Cohen en zijn team dat eerdere werk voort door te meten hoe golven van calciumionen georganiseerd worden en zich voortplanten in zich ontwikkelende zebravisembryo's om de eerste, verenigde hartpuls te veroorzaken.
“Het hart klopt ongeveer 3 miljard keer in een normaal mensenleven, en het mag nooit een pauze nemen”, zei biofysicus Adam Cohen. “We wilden zien hoe deze ongelooflijke machine voor het eerst wordt ingeschakeld.”
Langzame, spaarzame calciumgolven werden groter en frequenter naarmate de zich ontwikkelende cardiomyocyten zich verzamelden in een ringvorm op de middellijn van de zebravisembryo's. Plotseling piekten de calciumniveaus en lieten de hartcellen uitbarstingen van elektrische activiteit los die het weefsel overspoelden.
De eerste hartslagen waren een beetje onregelmatig, maar werden al snel gesynchroniseerde samentrekkingen. "Een ritmische, ruimtelijk gestructureerde hartslag ontstaat ruim voordat er verbinding wordt gemaakt met de bloedsomloop en het bloed gaat pompen," merkten de onderzoekers op. "We wilden een basisvraag beantwoorden: hoe gaan hartcellen van stil naar slaan? Wanneer jouuw hart begint, is een eenmalige gebeurtenis, maar het is niet duidelijk hoe dat geschiedt."
Als verkennend onderzoek wist het team in het prille begin niet wat ze zouden ontdekken. Misschien zouden een paar cellen beginnen te kloppen, en zou het kloppende gebied langzaam op verschillende delen van het hart uitgroeien, speculeerden ze - en, onafhankelijk gaan kloppen om uiteindelijk te worden samengevoegd. Of, het hart zou beginnen met zwakke slagen die in de loop van de tijd zouden versterken. Hun resultaten gaven in feite een heel ander scenario aan.
Zo zagen ze hoe de hartcellen van de zebravis ongeveer 90 minuten vóór de eerste hartslag in een prikkelbare toestand kwamen, alsof ze zich klaarmaakten voor actie.
Interessant genoeg ontstonden de golven van calciumionen die aan de eerste hartslag voorafgingen niet altijd op dezelfde plaats in verschillende zebravisembryo's, wat suggereert dat er niets unieks is aan de cellen die als eerste ontbranden.
De zogenaamde 'plaats van initiatie' kwam het vaakst voor in een centraal gebied van de hartring, en niet aan de buitenranden, waar de pacemakercellen zitten die het hart van volwassen harten aan de gang houden.
Jia en zijn collega's denken dat de vroege activiteit in hartcellen, vóór de eerste samentrekking, de ontwikkeling van hart en bloedvaten zou kunnen stimuleren.
En gezien de overeenkomsten tussen zebravissen en kuiken-, ratten- en muizenembryo's, denken de onderzoekers dat de onderliggende mechanismen van de hartvorming misschien gedeeld worden door alle gewervelde dieren, zijnde: de groep dieren met een ruggengraat waartoe ook wij mensen behoren.
Als dat zo is, zou de studie kunnen leiden tot verder onderzoek naar hoe onregelmatigheden in het hart, zoals hartritmestoornissen, bij mensen ontstaan.
"Door te kijken hoe het hart zich ontwikkelt," legde systeembioloog Sean Megason van de Harvard Medical School uit, "kunnen we zien hoe verschillende controlemechanismen zijn gelaagd, wat ons iets kan vertellen over wat er gebeurt als ze uitvallen."
Bekijk deze meest interessante videoclip!
"Vind mensen, die in zichzelf zowel de motivatie als de aangeboren drijfveer hebben om aan hun Innerlijke Zelf te werken, en we zullen hen gidsen."
- DIMschool vzw, de énige gespecialiseerd in Zelfkennis, zijnde: het kennen van het Zelf -
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
En, voel jij je geroepen om Spiritualia te sponsoren?
Klik dan op deze link. Alvast bedankt!
Overschrijven kan ook via: IBAN: BE22 7795 9845 2547 - BIC: GKCCBEBB
- Indien je zo'n (bak)steentje bijdraagt, ook eventueel via een aankoop of een Zoek&Vind abonnement, mogen we jouw naam hieronder publiceren? Laat het ons weten! -
- Ook kan je dus in onze webshop iets aankopen, waaronder:
Archetypen vragenlijst
Kristallen schedels
Pendels
Purperen plaatjes
Wierook & Benodigdheden
Voor de 'Zoekers naar hun Innerlijke Waarheid' is er...: Eclecticus!
En, dan heb je nog ...
DIMschool biedt 10 interessante privé-sessies aan waaruit jij kan kiezen!
Dossier Zelfkennis: Over de Handleiding Pendelen van A tot Z
'Eclecticus': een korte introductie…
Prachtige geode amethist schedel van 4 kg 340 gram zoekt een warme thuis.
Wat is jouw Archetype ? En, ken je ook die van jouw partner?
Een Cursus in Wonderen - A Course in Miracles: een introductie.
Interesse in Kabbala en de Boom des Levens?
Pssst! Jij, ja jij! Leren werken met Runen?… De handleiding is beschikbaar!
