دانشمندان به تازگی ریتم سلولی جدیدی را در قلب شناسایی کرده‌اند که به قلب کمک می‌کند تا یک چرخه ی فعالیتی ۲۴ ساعته را دنبال کند.
دانشمندان مکانیسم سلولی جدیدی را شناسایی کرده‌اند که به قلب پستانداران کمک می‌کند تا با ریتم‌های شبانه‌روزی هماهنگ بماند و این کشف می‌تواند به شناسایی این که چرا برخی در معرض خطر بیشتر مشکلات قلبی هستند کمک کند.
ریتم‌های شبانه روزی فرآیند‌هایی هستند که به تنظیم سیستم‌های مبتنی بر زمان در بدن در یک چرخه تقریباً ۲۴ ساعته کمک می‌کنند و بر خواب و بیداری، نحوه عملکرد متابولیسم و فرآیند‌های شناختی ما نیز تأثیر می‌گذارند.
دانشمندان مدت‌هاست که می‌دانستند قلب تحت تأثیر این ساعت بیولوژیکی قرار می‌گیرد؛ به طوری که افراد صبح‌ها ضربان قلب خود را افزایش می‌دهند و در هنگام خواب در شب ضربان قلب بسیار کم‌تری دارند.
با این‌حال، این‌که قلب چگونه این تغییرات را در طول روز تسهیل می‌کند، هنوز یک راز است. دانشمندان فکر می‌کردند سیگنال‌هایی که از سیستم عصبی ارسال می‌شوند این تغییرات را ایجاد می‌کنند؛ اما کشف جدیدی که توسط دانشمندان آزمایشگاه MRC برای زیست‌شناسی مولکولی در دانشگاه کمبریج انجام شد، تا حدودی توضیح می‌دهد که چگونه قلب به‌طور مستقل ضربان‌ها را در سطح سلولی تغییر می‌دهد.
در مقاله جدیدی که توسط و زیست‌شناسی به نام الساندرا استانگرلین رهبری شد، محققان سیستم انتقال یونی جدیدی را در سلول‌های قلب موش یافتند که به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا روز و شب، در پاسخ به تغییر سطوح پروتئین‌ها، غلظت یون‌های پتاسیم (K)، سدیم (Na) و کلراید (Cl) را به میزان قابل توجهی تغییر دهند.
این مکانیسم، سلول‌های قلب را قادر می‌سازد تا از «ازدحام ماکرومولکولی» در سیتوزول (قسمت آبکی سیتوپلاسم) جلوگیری کنند و به قلب کمک می‌کند تا هموستاز یا تعادل بیولوژیکی را حفظ کند؛ حتی اگر فعالیت آن به طور قابل‌توجهی بین روز و شب تغییر کند.
استانگرلین در این خصوص می‌گوید:
این مکانیسم کنترل هموستاتیک از تغییرات در حجم سلول محافظت می‌کند. افزایش یون‌های درون سلولی، در پایان مرحله استراحت (شب برای انسان) اتفاق می‌افتد و به قلب اجازه می‌دهد تا ضربان خود را تسریع کند تا برای افزایش بار قلبی عروقی ناشی از فعالیت‌های روزانه آماده شود.
در سلول‌های قلب، تغییر در گرادیان Na ،K و Cl در غشای پلاسمایی، برای ایجاد تغییر در زمان فعال شدن پتانسیل عمل در شرایط درون کشتگاهی و درون جانداری حتی زمانی که سیگنال‌های سیستم عصبی مسدود شده‌اند، کافی است.
این عامل مهم که در سلول‌های قلبی جدا شده از قلب موش‌ها شناسایی شد، نشان می‌دهد که ریتم‌های شبانه‌روزی در سطحی در قلب حتی جدا از بقیه بدن وجود دارد و نشان می‌دهد که ساعت بیولوژیکی واقعاً چقدر ریشه دارد.
جان اونیل، محقق ارشد و زیست‌شناس مولکولی، می‌گوید:
راه‌های تغییر عملکرد قلب در طول ساعت پیچیده‌تر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد. این کشف هیجان‌انگیز، باعث شناسایی روش‌های درمانی مؤثرتر برای بیماری‌های قلبی خواهد شد. به عنوان مثال، پزشکان می‌توانند با ارائه دارو در زمان مناسب روز، برخی بیماری‌های قلبی را درمان یا کنترل کنند.
دانشمندان در آینده می‌خواهند بررسی کنند که چگونه این ساعت‌های سلولی ممکن است بر سلامت افراد آسیب‌پذیر، مانند کارگران شیفت شب که در شب (زمان استراحت و ریکاوری قلب) بسیار فعال هستند، تأثیر بگذارد.
وقتی هنگام کار در شیفت شب ساعت‌های شبانه‌روزی در قلب با ساعت‌های مغزی غیرهم‌زمان می‌شوند، سیستم قلبی عروقی ما ممکن است کم‌تر بتواند با استرس‌های روزانه زندگی کاری مقابله کند. این به احتمال زیاد قلب را در برابر اختلالات آسیب پذیرتر می‌کند.
