Vi kender det alle. Suset, når vi er tæt på at snuble ned af trappen eller tabe tantens krystalglas.
Øjeblikkeligt sender hjernen besked til hjertet om at slå hurtigere, en praktisk biologisk foranstaltning, der sætter os i gear til at komme væk i en fart eller bare sikkert ned ad trappen
Nu har en gruppe danske forskere fra Københavns Universitet (KU) fundet ud af mere om, hvordan hjertet bliver stimuleret til slå hurtigere og hårdere, når vi bliver bange.
»For første gang kan vi give et fuldstændigt billede af, hvad der sker på molekylært niveau i hjertet, når det pludselig skal slå hurtigere, fordi vi for eksempel får et adrenalinkick,« siger postdoc Alicia Lundby, der er forsker ved Center for Proteine Research på det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på KU.
Opdagelsen kan på sigt få betydning for, hvordan man behandler med betablokkere, et lægemiddel, som bruges til folk med forhøjet blodtryk og en række andre hjerteproblemer.
Læs også: Flere danskere bruger livsstilsmedicin
Fra 10 til 350 proteiner
Alicia Lundby står i spidsen for det netop offentliggjorte forskningsprojekt, publiceret i tidsskriftet Science Signaling.
Forskerne har fundet omkring 350 proteiner, der er involveret i at styre hjertets rytme, når vi for eksempel bliver bange. Hidtil har man kun kendt til 10 proteiner.
»Mekanismen er rigtig interessant, blandt andet fordi vi bruger den i behandlingen af tusindvis af mennesker med forhøjet blodtryk og forstyrrelser i hjerterytmen,« siger Alicia Lundby.
En række reaktioner sætter gang i hjertet
Det er et kompliceret netværk af reaktioner, der får hjertet til at hamre af sted, når vi bliver bange:
\ Fakta
De omkring 350 proteiner i hjertet, som reagerer på en forskrækkelse, er som oftest såkaldte transporter-proteiner eller ion-kanaler. Det betyder, at de styrer de elektriske strømme henover cellemembranerne. Fosfatgrupperne bliver koblet på aminosyrerne: serin, threonin og tyrosin. Aminosyrer er proteinernes byggesten, og når der for eksempel bliver sat en fosfatgruppe på bestemte aminosyrer, kan det ændre hele proteinets funktion
1. Det første, der sker, når man bliver forskrækket, er, at hjernen giver besked til nerverne omkring hjertet om, at de skal frigive en neurotransmitter. En neurotransmitter er et stof, som viderebringer en besked fra nerverne til selve organet, for eksempel hjertet. Neurotransmitteren er i dette tilfælde hormonet adrenalin.
2. Adrenalinen sætter sig på nogle modtagerproteiner eller receptorer i cellemembranerne på hjertets muskelceller. De hedder de ’beta-adrenerge receptorer’. Når disse receptorer bliver aktiveret af adrenalinen, sender de besked til nogle enzymer, om at de skal på arbejde længere inde i cellen. Disse enzymer kaldes kinaser.
3. Enzymernes opgave består i at koble fosfatmolekyler på en række proteiner inde i cellen. Det hedder, at proteinerne bliver 'fosforyleret'. Enzymerne ved både, hvor og på hvilke proteiner de skal koble fosfatgrupper på for at ændre hjerterytmen.
4. Hvert hjerteslag opstår ved, at der løber elektriske impulser hen over cellemembranerne i hjertet og får det til at trække sig sammen. De fosforylerede proteiner gør, at den elektriske impuls kan bevæge sig hurtigere hen over hjertet. Fosforyleringen forandrer proteinets elektriske ladning og struktur.
5. Når hjernen vurderer, at faren er drevet over, træder nogle andre enzymer ind og fjerner fosfatgrupperne fra proteinerne igen. Dermed ’slukkes’ for alarmberedskabet og den højere puls. Fosfatgrupperne fungerer altså som en ’tænd/sluk’-knap for en højere og hårdere puls.
Ni musehjerter gav indsigt i hjertet
Det er den sidste del af reaktionen i selve hjertet beskrevet under punkt tre og fire, som Alicia Lundby og hendes kolleger fra Center for Proteine Research har fokuseret på i deres studie af ni musehjerter.
Iblandt de 350 nyopdagede proteiner har forskerne fundet fem af de vigtige enzymer, som sætter fosfatgrupperne på proteinet. I forvejen kendte man kun til to af dem.
Ifølge Alicia Lundby vil det næste naturlige skridt i grundforskningen være at undersøge, hvilken rækkefølge enzymerne virker i.
»Sandsynligvis sætter nogle enzymer gang i andre, og derfor vil det være interessant at kortlægge, hvor på signaleringsvejen de forskellige enzymer træder ind,« siger hun.
Åbner for mere effektiv behandling
\ Fakta
De fleste enzymer er proteiner, og de virker som katalysator for kemiske reaktioner i cellen. Enzymer sørger for, at processerne går langt hurtigere, end de ellers ville gøre, og de kan udføre den samme opgave igen og igen.
Christian Aalkjær er professor fra Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet og var ikke involveret i studiet. Han forsker blandt andet i cellens biologi og kroppens kredsløb.
Ifølge ham vil denne nye viden i fremtiden kunne bruges til at udvikle mere effektiv medicin til de omkring 800.000 danskere med forhøjet blodtryk, som ofte behandles med betablokkere.
»Det er et ret interessant studie, fordi det giver et meget mere præcist billede af, hvad der konkret sker, når man dæmper hjerterytmen med medicin,« siger han.
Betablokkere gives desuden jævnligt til folk, som døjer med eksamensangst.
Betablokkere er et udbredt, men problemfyldt lægemiddel
Betablokkere standser stimuleringen af receptorerne på hjertet og sørger for, at hjertet ikke løber løbsk og bliver overbelastet, hvilket er et problem for folk med forhøjet blodtryk.
Rent praktisk sætter betablokkerne sig på de beta-adrenerge receptorer og forhindrer, at adrenalin kan komme til. Men medicinen kan i længden give problemer, da den påvirker receptorerne konstant.
»Fra studier i mus ved man, at det kan føre til en permanent ændring af det elektriske kredsløb i hjertet og give hjerteproblemer, hvis man bliver ved med at aktivere de beta-adrenerge receptorer i hjertet,« siger Alicia Lundby.
I fremtiden vil man i stedet for at blokere receptoren måske kunne ramme fosforyleringerne eller nogle specifikke enzymer, vurderer professor Christian Aalkjær.
»Det er ikke i morgen, men i løbet af nogle år, vil den her viden kunne betyde, at man kan udvikle bedre medicin til disse mange tusind mennesker,« siger han.
