Nowatorskie techniki obrazowania opracowane przez zespół badaczy z Uniwersytetu we Fryburgu dostarczyły nowych danych na temat mechanizmów prowadzących do zaburzeń rytmu serca, które mogą wywołać nagłą śmierć sercową – nawet u pozornie zdrowych osób. Wyniki badań, przeprowadzonych w modelu zwierzęcym, zostały opublikowane 6 października 2025 r. w prestiżowym czasopiśmie Nature Cardiovascular Research.
Zmiany w sercu, które mogą być niewidoczne w spoczynku
Naukowcy z Wydziału Medycyny Uniwersytetu we Fryburgu, we współpracy z włoskim Narodowym Instytutem Badań (CNR), odkryli, że blizny w mięśniu sercowym mogą zaburzać przewodzenie impulsów elektrycznych w sposób, który pozostaje niezauważony podczas spoczynku, ale ujawnia się w czasie wysiłku fizycznego lub stresu emocjonalnego. To właśnie wtedy może dojść do groźnych arytmii i zatrzymania akcji serca.
Jak wyjaśnia prof. dr Peter Kohl, dyrektor Instytutu Medycyny Eksperymentalnej i Kardiowaskularnej Uniwersyteckiego Szpitala we Fryburgu:
„Nasze badania pokazują, że bliznowate obszary mięśnia sercowego nie są bierne – aktywnie wpływają na sposób, w jaki serce przewodzi impulsy elektryczne. To pozwala lepiej zrozumieć elektryczne podłoże arytmii i może pomóc w precyzyjniejszym diagnozowaniu i leczeniu pacjentów”.
Gdy serce działa jak „filtr sygnału”
Zespół badawczy wykorzystał zaawansowaną trójwymiarową mikroskopię i pomiary optyczne, aby zarejestrować w czasie rzeczywistym sposób rozchodzenia się impulsów elektrycznych w sercu myszy z genetycznie uwarunkowaną kardiomiopatią – chorobą, która u ludzi może prowadzić do nagłej śmierci sercowej, szczególnie u młodych pacjentów.
Okazało się, że bliznowate fragmenty serca działają jak tzw. filtr dolnoprzepustowy: przepuszczają wolniejsze impulsy, ale tłumią szybkie sygnały elektryczne. W efekcie, przy normalnej częstości rytmu serca nie dochodzi do zaburzeń, jednak w czasie przyspieszenia akcji serca – np. podczas wysiłku – impulsy mogą być blokowane, co sprzyja powstawaniu niebezpiecznych arytmii.
Ten dotąd nieznany mechanizm może tłumaczyć, dlaczego u osób z niektórymi postaciami kardiomiopatii wyniki badań EKG i echokardiografii w spoczynku nie wykazują odchyleń, mimo istniejącego ryzyka nagłego zgonu sercowego.
W stronę cyfrowych bliźniaków serca
Jak podkreśla dr Francesco Giardini z Instytutu Medycyny Eksperymentalnej i Kardiowaskularnej, samo obrazowanie strukturalne serca nie wystarczy, by przewidzieć wystąpienie arytmii:
„Potrzebujemy cyfrowych modeli, które uwzględniają nie tylko anatomię, ale także elektryczne właściwości różnych typów komórek serca”.
Badacze dążą do opracowania tzw. cyfrowych bliźniaków serca – komputerowych modeli indywidualnych pacjentów, które pozwolą lepiej ocenić ryzyko i zaplanować terapię zanim dojdzie do poważnych incydentów.
Kolejne kroki i znaczenie kliniczne
Obecne wyniki pochodzą z badań na modelu myszy, który dobrze odwzorowuje przebieg ludzkich kardiomiopatii. Następnym etapem będzie przeniesienie metod obrazowania na większe modele zwierzęce, by potwierdzić ich przydatność w praktyce klinicznej.
Celem zespołu jest opracowanie technologii, która mogłaby być używana w diagnostyce pacjentów z chorobami mięśnia sercowego i bliznami w sercu, umożliwiając indywidualną ocenę ryzyka i planowanie leczenia.
Badania były częścią programu badawczego Sonderforschungsbereich SFB1425 „The Heterocellular Nature of Cardiac Lesions” realizowanego na Uniwersytecie we Fryburgu. Projekt został również wsparty grantem ERC Advanced Grant przyznanym dr. Leonardo Sacconiemu, współautorowi pracy i gościnnemu badaczowi Instytutu Medycyny Eksperymentalnej i Kardiowaskularnej.
Źródło: Nature Cardiovascular Research, “Correlative imaging integrates electrophysiology with three-dimensional murine heart reconstruction to reveal electrical coupling between cell types”
DOI: https://doi.org/10.1038/s44161-025-00728-9
