இதயத்தின் ‘சிறிய மூளை’ ரிதமும் மனஅழுத்த பாதுகாப்பும் için அத்தியாவசியம் என கண்டறியப்பட்டது

இதயத்தின் உள் நரம்பு வலை ஒவ்வொரு துடிப்பையும் நயமாய் சரிசெய்வதைவிட அதிகமானதைச் செய்கிறது

இதயத்தில் அதன் சொந்த உட்பொதிந்த நரம்பு வலை இருப்பதை, பெரும்பாலும் intrinsic cardiac nervous system அல்லது இதயத்தின் “சிறிய மூளை” என்று அழைக்கப்படுவதைக் குறித்து விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக அறிந்துள்ளனர். ஆனால் அந்த அமைப்பு எவ்வாறு ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளது, அதன் செல்கள் உண்மையில் என்ன செய்கின்றன என்பதே இதுவரை தெளிவாக இல்லை. Medical Xpress எடுத்துக்காட்டியதாகவும் Cell இதழில் வெளியிடப்பட்டதாகவும் உள்ள ஒரு புதிய ஆய்வு, இந்த உள் சுற்றமைப்பு மூளையிலிருந்து வரும் உத்தரவுகளுக்கான வெறும் செயற்கூறு வழித்தடம் அல்ல என்பதை காட்டி அந்தக் கேள்வியை மேலும் முன்னேற்றுகிறது. மாறாக, அதன் சில பகுதிகள் இதயம் இயங்கவே அத்தியாவசியமாகத் தோன்றுகின்றன; மற்ற பகுதிகள் கடுமையான மனஅழுத்தத்தின் போது உள்ளமைக்கப்பட்ட பாதுகாப்பாக செயல்படுகின்றன.

இந்தப் பணி Yale University School of Medicine ஆராய்ச்சியாளர்களிடமிருந்து வந்தது. அவர்கள் மரபணு மாற்றம் செய்யப்பட்ட வயதான எலிகளைப் பயன்படுத்தினர்; அவற்றின் இதய நரம்புகள் imaging-இல் ஒளிர்ந்தன. இதனால் அரிதாகக் காணப்படும் நரம்பு செல்களை இடம்கண்டு, தனிமைப்படுத்தி, ஆய்வு செய்ய குழுவுக்கு வழி கிடைத்தது. அங்கிருந்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் gene activity-யை பகுப்பாய்வு செய்து, intrinsic cardiac nervous system-இல் உள்ள neurons இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிந்திருந்ததை கண்டனர். அவற்றுக்கு Npy neurons மற்றும் Ddah1 neurons என்று பெயரிட்டனர்.

அந்த வேறுபாடு முக்கியமானதாக மாறியது. gene analysis, 3D pathway mapping, மற்றும் functional tests ஆகியவற்றை இணைத்து, இந்த இரண்டு நரம்பு மக்கள்தொகைகள் வேறுபட்ட முறையில் இணைக்கப்பட்டிருந்தன என்றும் இதயத்தில் வேறுபட்ட பணிகளைச் செய்தன என்றும் குழு கண்டறிந்தது. இதன் விளைவாக இதயத்தின் local control பற்றிய முன்பிருந்ததைவிட விரிவான படம் கிடைக்கிறது; மேலும் மனஅழுத்தத்தில் உயிர் தப்புவதில் இதயத்தின் சொந்த neural network முன்பைவிட அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக இருக்கலாம் என்பதையும் இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இரண்டு நரம்பு மக்கள்தொகைகள், இரண்டு வேறுபட்ட பணிகள்

Yale குழு 3D imaging-ஐப் பயன்படுத்தி இதயமெங்கும் இரு செல்குழுக்களின் வழித்தடங்களைப் பின்தொடர்ந்தது. வழங்கப்பட்ட மூல உரையின்படி, வரைபடமாக்கப்பட்ட சுற்றுகள் Npy மற்றும் Ddah1 neurons ஒரே பரவலான வலையின் பரஸ்பர மாற்றக்கூடிய பகுதிகளாக இல்லாமல், வேறுபட்ட பகுதிகளுடன் இணைந்திருந்தன என்பதை காட்டின. இந்த உடற்கூறு பிரிவு, இரு மக்கள்தொகைகளும் தனித்த உடலியல் பணிகளையும் செய்யுமா என்பதைச் சோதிக்க ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு அடிப்படையைக் கொடுத்தது.

Npy neurons குறித்து ஆதாரம் நேரடியாகவும் வியத்தகமாகவும் இருந்தது. அந்தச் செல்களைத் தூண்டியபோது இதயத் துடிப்பு மந்தமானது. அவற்றை நீக்கியபோது விளைவு மிகக் கடுமையானதாக இருந்தது: cardiac function வேகமாக மோசமடைந்து, விலங்குகள் இறந்தன. அந்த முடிவு, intrinsic cardiac nervous system இதய செயல்திறனை ஓரளவு சரிசெய்வதற்கான ஒன்றல்ல, மாறாக இதயச் செயல்பாடு மற்றும் உயிர்வாழ்வுக்கு அடிப்படையாகத் தேவைப்படுவது என்ற கருத்தை எழுத்தாளர்கள் முன்வைக்க வழிவகுத்தது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு cardiovascular biology-யில் நீண்டநாள் நிலவிய ஒரு ஊகத்தை மறுவரையறை செய்கிறது. பொதுவாக இதயம் மைய நரம்பு மண்டலச் சைகைகளாலும் அதன் சொந்த pacemaking tissue-ஆலும் நிர்வகிக்கப்படுகிறது; உள்ளூர் நரம்புக் குழுக்கள் துணை வேடத்தில் இருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த ஆய்வு, குறைந்தபட்சம் அந்த உள்ளூர் neural apparatus-இன் ஒரு பகுதி மைய இயந்திரத்துக்கு மிக நெருக்கமாக இருப்பதாகச் சொல்கிறது. ஒரு நரம்பு மக்கள்தொகையை அழிப்பதே உயிர்க்கொல்லி சரிவை ஏற்படுத்துமானால், அந்த செல்கள் விருப்பத்தேர்வு கட்டுப்படுத்திகளல்ல. நிலையான heartbeat சாத்தியமாகும் நிலைமைகளின் ஒரு பகுதியாகவே அவை உள்ளன.

Ddah1 neurons வேறொரு கதையைச் சொன்னன. சாதாரண சூழ்நிலைகளில் அவற்றைத் தூண்டினாலும் அல்லது நீக்கியாலும், உயிர்வாழ்வைக் குன்றச் செய்யும் வகையில் இதயச் செயல்பாடு மாறியதாகத் தெரியவில்லை. மேற்பரப்பில், அவை இரண்டாம் நிலை அல்லது redundant போலத் தோன்றியிருக்கலாம். ஆனால் stress experiments அந்த விளக்கத்தை மாற்றின.

திடீர் மனஅழுத்தத்திற்கு எதிரான உட்பொதிந்த பாதுகாப்பு

ஆராய்ச்சியாளர்கள் எலிகளுக்கு physical-restraint stress test மேற்கொண்டபோது, Ddah1 neuron மக்கள் செயல்பட்டு, மின்னியல் நிலையற்ற தன்மையிலிருந்து இதயத்தைப் பாதுகாப்பதாகத் தோன்றியது. அந்த பாதுகாப்பு பதிலின்றி, கடுமையான மனஅழுத்தம் உயிர்க்கொல்லி rhythm disturbances மற்றும் திடீர் cardiac arrest-ஐ தூண்டியது. வேறொரு சொல்லில், இந்த இரண்டாம் மக்கள்தொகை சாதாரண சூழ்நிலைகளில் பெரும்பாலும் ஒதுக்கி வைக்கப்பட்டிருக்கும்; உடல் உயர்மனஅழுத்த நிலைக்கு தள்ளப்படும்போது அது முக்கியமானதாக மாறுகிறது.

இத்தகைய நிபந்தனை சார்ந்த பங்கு குறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் இதயத்தின் neural system-ஐ நிலையான பின்னணி சுற்றமைப்பு அல்ல, இயக்கமுள்ள பதிலளிப்பாளராக அது காட்டுகிறது. மனஅழுத்த பதில்கள் பொதுவாக hormones, brain signaling, மற்றும் systemic autonomic input என்ற அடிப்படையில் பேசப்படுகின்றன. புதிய ஆய்வு, மின்னியல் நிலைத்தன்மைக்கு ஆபத்து ஏற்பட்டால் தலையிடக்கூடிய ஒரு உள்ளூர் பாதுகாப்பு அடுக்கு இதயத்தின் உள்ளேயே இருப்பதையும் சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இரண்டு neuronal குழுக்களுக்கிடையேயான வேறுபாடு intrinsic cardiac nervous system-ஐ வரையறுப்பது ஏன் இவ்வளவு கடினமாக இருந்தது என்பதையும் விளக்குகிறது. ஒரு செட் சாதாரண rhythm control-க்கு அத்தியாவசியமாகவும் மற்றொன்று மனஅழுத்தத்தின் போது மட்டுமே அதன் முக்கியத்துவத்தை காட்டுவதாகவும் இருந்தால், இதயச் செயல்பாட்டின் பரந்த அளவீடுகள் அந்த கட்டமைப்பை முழுமையாகத் தவறவிடலாம். இந்த அமைப்பு cell types, pathways, மற்றும் செயல்பாட்டு சூழல்கள் என்று பிரிக்கும்போதுதான் பொருள் தரலாம்.

அதற்குத் தேவையான resolution-ஐ நவீன genetic labeling மற்றும் imaging methods துல்லியமாக வழங்க முடியும். இந்த ஆய்வில் உள்ள எலிகள் இதய நரம்புகள் தெளிவாகக் காணப்படுமாறு engineering செய்யப்பட்டிருந்தன; இதனால் sparse, embedded, எளிதில் கவனிக்கப்படாத ஒரு அமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பிரித்தறிய முடிந்தது. நடைமுறையில், உயிரியல் துறையில் மிக முக்கியமான சில control systems அவை முக்கியமற்றவை என்பதால் அல்ல, தொழில்நுட்ப ரீதியாக ஆய்வு செய்ய கடினம் என்பதாலேயே மறைந்திருப்பதை இது நினைவூட்டுகிறது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஏன் முக்கியம்

உடனடி விளைவு ஒரு புதிய therapy அல்ல. இந்தப் பணி எலிகளில் நடத்தப்பட்டது, மேலும் வழங்கப்பட்ட மூல உரை இதற்கு இன்னும் நேரடி clinical application ஒன்றை முன்வைக்கவில்லை. ஆனால் இது cardiac neurobiology-யின் மேலும் துல்லியமான வரைபடத்தை வழங்குகிறது; இது முக்கியமானது, ஏனெனில் irregular heart rhythms மற்றும் sudden cardiac arrest இன்னும் பெரிய மருத்துவ அபாயங்களாக உள்ளன. எந்த நரம்பு மக்கள்தொகைகள் இதயத்தை நிலைநிறுத்துகின்றன, அவை அதை எப்போது செய்கின்றன என்பதைப் பற்றிய தெளிவான புரிதல், arrhythmias, stress-triggered cardiac events, மற்றும் எதிர்கால neuromodulation strategies குறித்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிந்திக்கும் விதத்தை காலப்போக்கில் மாற்றக்கூடும்.

அறிக்கையிடப்பட்ட கண்டுபிடிப்புகளில் இருந்து பல பரந்த விளைவுகள் தெளிவாகின்றன.

• இதயத்தின் உள் நரம்பு அமைப்பு, ஒரே மாதிரியான control network ஒன்றாக இல்லாமல், சிறப்பு பெற்ற செல்மக்கள்தொகைகளை கொண்டிருப்பதாகத் தெரிகிறது.
• அவற்றில் குறைந்தது ஒன்று, Npy neurons, cardiac performance மற்றும் survival-ஐ பராமரிக்க அத்தியாவசியம்.
• மற்றொரு மக்கள்தொகை, Ddah1 neurons, உயிர்க்கொல்லி electrical instability-யைத் தடுக்க உதவும் stress-response circuit ஆக செயல்படலாம்.
• இதயத்தில் stress protection, மூளையிலிருந்து வரும் சைகைகளோடு மட்டுமல்லாமல், உள்ளூர் neural mechanisms-களின்மீதும் ஓரளவு சார்ந்திருக்கலாம்.

இந்தப் புள்ளிகள் எதிர்கால பணிக்கு ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு மேலும் அமைப்பான கட்டமைப்பைக் கொடுக்கின்றன. intrinsic cardiac nervous system-ஐ பெரும்பாலும் மர்மமான நரம்பு வலை என்று கருதுவதற்குப் பதிலாக, அவர்கள் குறிப்பிட்ட cell types-ஐ ஆராய்ந்து, ஒவ்வொன்றும் rhythm, resilience, மற்றும் failure-க்கு எவ்வாறு பங்களிக்கிறது என்று கேட்கலாம். ஒரு அமைப்பு உள்ளது என்பதை அறிவதற்கும், அது எப்படிச் செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் உள்ள வேறுபாடு அதுவே.

இந்த ஆய்வு physiology-யில் இன்னும் பரந்த ஒரு வடிவத்துடன் பொருந்துகிறது: மையக் கட்டுப்பாட்டின் செயலற்ற இலக்குகளாக ஒருகாலத்தில் கருதப்பட்ட உறுப்புகள், பெரும்பாலும் தங்களுக்கே உரிய intelligence-உடன் இருப்பதாகத் தெரிய வருகிறது. இங்கு “சிறிய மூளை” என்ற சொல் வெறும் metaphor அல்ல. மூல உரையில் சுருக்கப்பட்ட ஆதாரம், இதயத்தில் தனித்த பணிகளைக் கொண்ட local circuitry இருப்பதையும், அதில் உயிர்த் தற்காப்பு செயல்பாடுகளும் acute stress நேரத்தில் அவசர பாதுகாப்பும் அடங்குவதாகவும் சொல்கிறது.

cardiovascular science-க்கு இது ஒரு அர்த்தமுள்ள மாற்றம். இதயத்தின் electrical system அல்லது brain-body signaling-இன் மீதான அதன் சார்பு குறித்து இதுவரை அறிந்தவற்றை இது புரட்டிப்போடவில்லை. ஆனால் இது மேலும் அடுக்குத்தன்மையுள்ள மாதிரியைச் சேர்க்கிறது; அதில் இதயத்தின் உள்ளேயுள்ள local nerve circuits baseline function-ஐ நிர்வகிக்கவும் ஆபத்துக்கு பதிலளிக்கவும் உதவுகின்றன. இதன் விளைவாக, standard descriptions பெரும்பாலும் சுட்டிக்காட்டாத அளவுக்கு இதயம் ஒரு அதிக autonomous உறுப்பு எனத் தோன்றுகிறது; மேலும் rhythm disorders மற்றும் sudden cardiac events குறித்த எதிர்கால ஆராய்ச்சியில் அதன் உள் neural logic மையமாக அமையக்கூடும்.

இந்தக் கட்டுரை Medical Xpress செய்தியின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.