Регенерация псс
Регенерация ПСС, то есть регенерация атипичных кардиомиоцитов, ещё не в нужной мере изучена наукой, и знания об этой сфере находятся в зачаточной стадии, но исследования регенерации кардиомиоцитов миокарда уже позволяют делать предположения о регенерационной способности мышечных клеток сердца.
Долгое время, до конца XX века, считалось, что кардиомиоциты являются терминально дифференцированными клетками и поэтому не могут пролиферировать, следовательно, регенерация их не возможна. Однако, как пишут П. Анверса и Ж. Кажстура, если принять точку зрения о том, что кардиомиоциты не делятся, то в таком случае клетки миокарда должны быть бессмертными, поскольку ни один человек, дожив даже до 100 лет, не умирает без сердца. Более того, у людей, умерших старше 90 лет, отмечается возрастная гипертрофия сердца. Масса миокарда у них составляет 500-600 г. Речь идёт о людях, не страдавших артериальной гипертензией и не имевших никаких заболеваний сердца, поэтому связать возрастную гипертрофию с заболеваниями сердца и сосудов в данном случае не представляется возможным. Литературные данные свидетельствуют о том, что кардиомиоциты у млекопитающих не являются бессмертными. Эти клетки в течение всей жизни особи постоянно погибают в результате некроза и апоптоза. Эндогенные факторы, вызывающие гибель кардиомиоцитов у здоровых людей и животных, остаются неизвестными. Согласно данным аутопсии, интенсивность этого процесса у людей, не страдавших заболеваниями сердца и сосудов, невелика, а при тяжёлой сердечной недостаточности, вызванной ишемической или дилатационной кардиомиопатией, некротическая гибель клеток миокарда увеличивается в 13-27 раз, апоптоз - в 35-85 раз. Если кардиомиоциты гибнут на протяжении всей жизни особи, то в таком случае клетки миокарда должны постоянно обновляться. Новейшие исследования подтверждают эту точку зрения.
В 90-х годах XX века появились публикации о том, что кардиомиоциты в миокарде взрослых млекопитающих и человека пролиферируют. Те исследователи, которые недавно полагали, что в кардиомиоцитах возможен только кариокинез (деление ядер) без цитокинеза, стали утверждать, что клетки миокарда взрослых особей активно пролиферируют. За 70 лет мнение исследователей изменилось от полного отрицания митотической активности кардиомиоцитов до утверждения, что эти клетки способны делиться подобно клеткам многих других органов и тканей. Причин для этого несколько. Одна из них – широкое внедрение новых иммунофлуоресцентных методов выявления белков-маркеров, что позволило строго идентифицировать кардиомиоциты среди других клеток сердца и одновременно зафиксировать появления в этих клетках специфических белков, участвующих в репликации ДНК. Такой подход позволил говорить о делении клетки даже без выявления классической картины митоза. Немаловажную роль сыграл тщательный, кропотливый анализ морфологических данных. Оказалось, что кардиомиоциты делятся сравнительно редко. Митотический индекс для миокарда человека составляет 11 делящихся кардиомиоцитов на 1 миллион клеток или 59000 делящихся клеток в левом желудочке. Очевидно, столь низкой частотой митозов объясняются неудачи, постигшие исследователей в 20-х годах при попытке обнаружить деление клеток миокарда. В более поздних работах исследователи все же смогли обнаружить в кардиомиоцитах кариокинез, но отрицали возможность. До 1996 г. считалось, что кариокинез ведёт к появлению мультиядерных кардиомиоцитов, а не к образованию новых клеток. Однако после исследований, выполненных на обширном аутопсийном материале (72 нормальных сердца и 176 препаратов сердца пациентов, страдавших сердечно-сосудистыми заболеваниями), взгляд на эту проблему изменился. Оказалось, что старение, гипертрофия, ишемическая кардиомиопатия не влияют на соотношение мононуклеарные/бинуклеарные кардиомиоциты, которое составляет 3/4 у человека. Более того, количественный анализ, выполненный у крыс и собак, показал, что гипертрофия сердца не влияет на количество ядер в кардиомиоцитах. Обычно гипертрофия сердца представляет собой сочетание двух процессов: гипертрофии и гиперплазии кардиомиоцитов. Исключение составляет изопротеренолиндуцированная гипертрофия, при которой отмечается увеличение объёма кардиомиоцитов без усиления репликации ДНК. Следовательно, опираясь на подсчёт ядер, можно судить об изменении количества кардиомиоцитов в миокарде. Исключение составляет гипертрофия миокарда, вызванная у трансгенных мышей гиперэкспрессией циклина (белок, регулирующий репликацию ДНК). В миокарде этих животных усиливается синтез ДНК и увеличивается количество мультинуклеарных клеток. Очевидно, что во всех остальных случаях митотический индекс можно использовать для количественной оценки пролиферативных процессов в миокарде. Суммарная продолжительность четырёх фаз митоза занимает по времени всего 1 час. Основываясь на этих данных, П. Анверса и Ж. Кажстура рассчитали, как быстро обновляется миокард у 45-летнего мужчины. Их расчёты показали, что за год миокард обновляется на 10%, а через 10 лет происходит полное обновление сердечной мышцы. По литературным данным, пролиферация кардиомиоцитов значительно усиливается при различных патологических процессах.
На большом аутопсийном материале было показано, что для кардиомиоцитов людей, не страдавших заболеваниями сердечно-сосудистой системы, митотический индекс составляет 14, то есть митоз удаётся обнаружить в 14 клетках на миллион. Приблизительно 10-кратное увеличение этого показателя происходит на терминальной стадии ИБС или идиопатической дилатационной кардиомиопатии. Инфаркт миокарда приводит к увеличению митотической активности кардиомиоцитов пограничной зоны в 70 раз. Авторами работы были показаны не только кариокинез, но и цитокинез кардиомиоцитов, тем самым была опровергнута догма о том, что клетки миокарда являются терминально дифференцированными. Опираясь на литературные данные о том, что продолжительность фазы митоза составляет 30 мин, А. П. Белтрами и соавторы рассчитали, за какое время после инфаркта миокард должен регенерировать полностью. Оказалось, что полная регенерация сердца должна произойти за 18 дней. В действительности это не происходит, видимо, по причине того, что кардиомиоциты активно пролиферируют только в периинфарктной области, а не в очаге некроза, в то время как пролиферация фибробластов, формирующих рубец, отмечается именно в зоне некроза. Помимо классического морфологического анализа А. П. Белтрами и соавторы для оценки митотической активности использовали иммунофлуоресцентное определение белка Кi-67 в ядрах кардиомиоцитов. Белок Кi-67 экспрессируется на всех этапах клеточного цикла, за исключением «фазы покоя» G0, в которой пребывает большинство кардиомиоцитов. Синтез этого белка тесно коррелирует с репликацией ДНК хромосом. В то же время он не участвует в репарации ДНК, поэтому его появление в ядрах клеток может быть использовано для количественной оценки репликации ДНК. Оказалось, что количество кардиомиоцитов экспрессирующих Кi-67 в периинфарктной зоне составляет 4%, что в 84 раза больше, чем в здоровом сердце. В межжелудочковой перегородке в 1% клеток удается обнаружить Кi-67. Эти данные свидетельствуют о том, что кардиомиоциты являются активно пролиферирующими клетками. Кроме того, они говорят о том, что количество кардиомиоцитов, в которых при инфаркте миокарда наблюдается репликация ДНК, существенно превышает количество клеток, находящихся в фазе митоза, поэтому реальные цифры пролиферативной активности могут быть даже выше тех показателей, которые регистрируются при обычном морфологическом анализе.
Сложилось мнение, что в роли предшественников делящихся кардиомиоцитов выступает сравнительно небольшая популяция клеток. Предполагают, что такими клетками-предшественниками могут быть: а) субпопуляция кардиомиоцитов с большим пролиферативным потенциалом; б) стволовые клетки сердца; в) стволовые клетки костного мозга.
Таким образом, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что кардиомиоциты миокарда могут регенерировать, следовательно, можно предложить, что атипичные кардиомиоциты проводящей системы сердца также могут обладать пролиферативной способностью. В данный момент, ещё не найдены исчерпывающие ответы на вопросы об источниках и механизмах регенерации кардиомиоцитов.