替换心脏死亡组织:研究与发现
琳达·克兰普顿是一位经验丰富的教师，拥有生物学一级荣誉学位。她写关于疾病的科学基础。
心脏在胸腔中的位置
令人兴奋和潜在的重要发现
当有人心脏病发作时，心脏细胞就会死亡。与身体其他部位的情况不同，死亡细胞不会被新的细胞取代。这意味着，尽管对心脏病发作进行了药物治疗，但并不是所有患者的心脏在康复后都能跳动。如果患者的心脏大面积受损，就会出现问题。
两组科学家已经为死亡心脏组织的问题创造了潜在的解决方案。这些解决方案在啮齿动物身上起作用，也许有一天也会在我们身上起作用。一种解决方案是制作一个含有从干细胞中提取的心脏细胞的贴片。这种贴片被放置在心脏的受损部位。另一种方法是注射含有microRNA分子的凝胶。这些分子间接刺激心脏细胞的复制。
大多数心脏病发作都发生在心脏的冠状动脉阻塞时。医生通常(但不总是)可以治疗心脏病发作的症状，防止对心脏的进一步损害，并帮助身体处理结果。然而，目前它们还不能在很大程度上取代死亡的心脏细胞。
心脏的血液流动(从主人的角度确定心脏的左右两侧)。
心脏细胞与传导
心脏的肌肉细胞
心脏是一个有肌肉壁的空心囊。细胞壁由特殊的肌肉细胞组成，在身体的其他部位是找不到的。细胞受到电刺激时会收缩。在人体内，神经和肌肉中的电流是由离子流动产生的，而不是电子。心脏细胞又称心肌细胞、心肌细胞、心肌细胞、心肌细胞。
SA节点或起搏器
窦房结或窦房结也被称为心脏的起搏器。该节点位于右心房壁的上部，如下图所示。它产生有规律的电脉冲，或动作电位，刺激心脏收缩。窦房结的活动受自主神经系统的调节，使心率在必要时增加或减少。
导电系统
窦房结沿心脏电传导系统发送信号时，会刺激双心房收缩。信号沿着巴赫曼束发送到左心房，如下图所示。房室结位于右心房底部，当信号到达时受到刺激。
一旦房室结受到刺激，它就会沿传导系统的其余部分(His束、左右束分支和浦肯野纤维)发送脉冲，并触发心室收缩。
心脏的传导系统
人工心脏起搏器
人工起搏器可以植入心脏，以帮助窦房结和电传导问题。然而，当心肌中的收缩细胞死亡时，它们就无法被取代。它们不再对电刺激有反应，也不再收缩。疤痕组织经常在这个部位形成。
大面积受损的心脏组织可能会使病人衰弱，并可能导致心力衰竭。“心力衰竭”一词并不一定意味着心脏停止跳动，但它确实意味着心脏不能很好地泵血以满足身体的所有需求。患者的日常活动可能变得困难。
干细胞类型和事实
杜克大学的科学家们发明了一种贴片，可以放在心脏受损区域，并引发组织再生。该贴片含有干细胞衍生的特化细胞。干细胞是非特化的，但在受到正确刺激时，有能力产生特化细胞。
干细胞是我们身体的正常组成部分，但除了某些特定区域外，它们并不丰富，也不活跃。被激活的细胞提供了一种令人兴奋的可能性，可以替换已经受损或被破坏的身体组织和结构。
干细胞有不同的功效。“效力”一词指的是干细胞可以产生的细胞类型的数量。
- 全能干细胞可以产生人体内所有类型的细胞以及胎盘细胞。只有早期胚胎的细胞是全能的。
- 多能细胞可以产生体内所有类型的细胞。胚胎干细胞(除了处于发育早期阶段的干细胞)具有多能性。
- 多能细胞只能产生几种类型的干细胞。成体干细胞具有多能性。虽然它们被称为“成人”细胞，但它们也存在于儿童体内。
在一项有趣的科学进展中，研究人员发现了如何触发我们体内的特化细胞，使其成为多能细胞。这些细胞被称为诱导多能干细胞，以区别于胚胎中的天然细胞。
受损心脏的实验性补丁
根据杜克大学的新闻稿，在临床试验中，可能产生心肌细胞的干细胞已被注射到患病的人类心脏中。新闻稿称，该手术“似乎确实有一些积极的效果”，但大多数注射的干细胞要么死亡，要么无法产生心脏细胞。这一观察结果表明，需要改进这个问题的解决办法。杜克大学的科学家们认为他们可能已经找到了一个。
科学家们已经创造了一个补丁，它可能足够大，可以覆盖人类心脏的损伤。该贴片含有多种源自多能干细胞的心脏细胞。来自胚胎的天然干细胞和来自成人的诱导干细胞都能产生所需的细胞。这些细胞以特定的比例被放置在凝胶中。研究人员发现，当置于合适的环境中时，人类细胞具有惊人的自我组织能力，就像凝胶贴片中发生的那样。这种贴片是导电的，能够像心脏组织一样跳动。
这种贴片还没有准备好供人类使用。需要做一些改进，比如增加贴片的厚度。此外，还需要找到一种将其完全融入心脏的方法。然而，这种贴片的小型版本已经被连接到小鼠和大鼠的心脏上，并具有类似心脏组织的功能。2019年，杜克大学的首席研究员宣布，这个补丁现在足够大，可以在大型动物身上进行测试。这项研究很复杂，需要时间，但最终的结果可能会带来巨大的好处。下面的视频显示了一个跳动的心脏补丁，但没有声音。
为了了解与心脏修复相关的第二个实验的细节，了解两种核酸——dna和信使RNA是有帮助的。DNA分子具有双螺旋结构。在下面的插图中，分子的一部分被压平了，以便更清楚地显示它的结构。
DNA分子的一部分
DNA结构与功能
DNA，或称脱氧核糖核酸，存在于我们身体几乎每个细胞的细胞核中。(成熟的红细胞不含细胞核或DNA。)DNA分子由两条互相缠绕的长链组成双螺旋结构。每条链都由一系列被称为核苷酸的“积木”组成。核苷酸由磷酸段、脱氧核糖和一个含氮碱基(或简称碱基)组成。DNA中有四种碱基:腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤。分子结构可以在上面的插图中看到。
单个DNA链的碱基以不同的顺序重复，就像在句子中组成单词时字母表中的字母一样。链上碱基的顺序非常重要，因为它组成了控制我们身体的遗传密码。该代码通过“指示”身体制造特定的蛋白质来工作。编码蛋白质的DNA链的每一段都被称为一个基因。一条链包含许多基因。然而，它也含有不编码蛋白质的碱基序列。
DNA分子一条链上的碱基决定了另一条链上的碱基的身份。如上图所示，一条链上的腺嘌呤总是与另一条链上的胸腺嘧啶结合，而一条链上的胞嘧啶则与另一条链上的鸟嘌呤结合。
一个DNA分子只有一条链编码蛋白质。分子必须是双链的原因不在本文讨论范围之内。不过，这是一个值得研究的有趣问题。
DNA分子以双螺旋结构存在。
在上面所示的DNA分子的艺术表现中，“阶梯”的两侧代表每条链的磷酸-脱氧核糖主干，而梯级代表将链连接在一起的碱基之间的键。
信使RNA功能
基因控制蛋白质的产生。DNA无法离开细胞核。然而，蛋白质是在细胞核外产生的。一种类型的RNA(核糖核酸)通过复制制造蛋白质的代码并将其运输到需要的地方来解决这个问题。这种分子被称为信使RNA或mRNA。RNA分子与DNA分子非常相似，但它是单链的，含有核糖而不是脱氧核糖，含有尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶彼此非常相似，在与其他碱基结合方面表现相同。
转录
DNA分子的两条链在制造RNA的区域暂时分离。单个RNA核苷酸就位，并以正确的顺序与DNA一条链(模板链)上的RNA核苷酸结合。DNA链中的碱基序列决定了RNA中的碱基序列。RNA核苷酸结合在一起形成信使RNA分子。从DNA编码中制造分子的过程被称为转录。
翻译
一旦构建完成，信使RNA就会通过核膜上的孔离开细胞核，到达称为核糖体的细胞器。在这里，正确的蛋白质是根据RNA分子中的密码合成的。这个过程被称为翻译。核酸是由核苷酸链构成的，而蛋白质是由氨基酸链构成的。因此，从RNA编码中制造蛋白质可以被视为从一种语言翻译到另一种语言。
除了信使RNA，我们细胞中还有其他类型的RNA。其中一种是microRNA，简称miRNA。这是一种可能对治愈心脏有重要意义的药物。如上所述，我们体内的各种核糖核酸都是由DNA转录而来的。然而，它们彼此的功能不同。
MicroRNA的事实
关于心肌再生的第二个潜在重要发现来自宾夕法尼亚大学的科学家。它依赖于microRNA分子的作用，microRNA分子是含有非编码碱基的短链。每个分子含有大约20个碱基。这些分子属于一组被称为调控RNA的分子。
调控RNA分子不像蛋白质合成中的RNA分子那样被很好地理解。它们似乎有许多重要的功能，并被认为在各种各样的过程中发挥作用。许多科学家正在探索它们的行为。MicroRNA是一个相对较新的、非常有趣的发现。
基因表达是基因变得活跃并触发蛋白质产生的过程。众所周知，MicroRNA通常通过某种方式抑制信使RNA的作用来干扰蛋白质的合成。通过这样做，它被称为“沉默”基因。在下面的视频中，一位哈佛教授讨论了microRNA。
心脏注射凝胶
心脏细胞不能再生的原因尚不完全清楚。为了修复小鼠心脏损伤，宾夕法尼亚大学的科学家们创造了一种已知参与细胞复制信号传导的miRNA分子混合物。他们将分子放入透明质酸水凝胶中，然后将凝胶注射到活老鼠的心脏中。因此，科学家们能够抑制一些阻止心脏细胞繁殖的“停止”信号。这使得新的心脏细胞得以产生。
信号通路通常涉及特定的蛋白质。miRNA分子可能通过干扰信使RNA分子来抑制这些蛋白质的形成。
miRNA治疗的结果是，经历过心脏病发作的小鼠“在关键临床相关类别中表现出更好的恢复”。这些类别反映了心脏泵送的血量。除了显示治疗后小鼠心脏功能的改善外，研究人员还能够证明心肌细胞的数量有所增加。
研究人员意识到，使用miRNA来抑制“停止”信号并间接促进细胞复制可能是危险的，而不是有益的。癌症中细胞分裂增加。如果miRNA分子触发心脏中收缩细胞以外的细胞繁殖，也会出现问题。科学家们希望促进心脏细胞的增殖足够长的时间，然后停止这一过程。这是他们未来研究的目标之一。
心脏及其附属血管的外观图
研究人员已经探索了miRNA在分离细胞和大鼠和小鼠心脏中的作用。虽然还需要更多的研究，但第二组科学家已经发现，一种特定版本的miRNA对经历过心肌梗死或心脏病发作的大鼠有益。
未来的希望
虽然本文中描述的新技术目前只用于啮齿动物，但它们为未来带来了希望。我所描述的两篇新闻报道是连续几天发布的，尽管这些研究是由来自不同机构的科学家进行的。这可能是一个巧合，也可能表明帮助受损心脏恢复的研究正在增加。这对需要帮助的人来说可能是个好消息。未来的发现可能会非常有趣。
参考资料及资源
- 一份常见的心脏病发作的症状来自梅奥诊所
- 心脏病发作的治疗来自NHLBI或国家心脏，肺和血液研究所(像上面的网站，这个网站有其他关于心脏病发作的有用信息。)
- 干细胞信息来自美国国立卫生研究院
- DNA和RNA信息可汗学院
- a的信息心脏跳动贴片来自杜克大学
- 实验室培养的组织补丁杜克大学能治疗心脏疾病
- 关于可注射凝胶帮助心肌再生的药物
- 微rna - 221是护心以及抗心肌梗死大鼠模型的纤维化
据作者所知，这一内容是准确和真实的，不能取代有执照的健康专业人员的诊断、预后、治疗、处方和/或饮食建议。药物、补品和自然疗法可能有危险的副作用。如果怀孕或哺乳，请单独咨询合格的提供者。如果遇到医疗紧急情况，请立即寻求帮助。
©2017 Linda Crampton
评论
jacobkilmer992018年7月9日:
我开始感觉什么可以被认为是消化不良，我吃了2个肚子，但它坚持，然后我开始感觉一般“疼痛”在我的上背部和上臂，不断的胸痛。那一年我有两次心脏病发作，最后我被诊断为冠状动脉疾病(CAD)，我的心脏病医生给我做了血管成形术，发现了一条闭合的动脉，然后另一位心脏病专家被叫来在动脉上放置了一个支架来打开它。我总共住了两周的院。医生给我开了有效，一种血液稀释剂和另外两种药物。我的病情有所改善，但在一年内又恶化了，所以我开始接受丰富草药基金会的自然冠状动脉疾病治疗，草药治疗很好，治疗后没有发作。我的症状完全缓解了访问ww . w. richherbsfoundation。c om。我经常散步。减了一些体重，但并不重。 Eat differently. I feel good overall.
琳达·克兰普顿(作者)2018年3月22日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
对于你丈夫的遭遇我很遗憾，玛吉，但我很高兴他接受了治疗。谢谢你来看我。
玛吉的南方厨房2018年3月22日，美国:
我丈夫做了旁路手术，他几乎完全堵塞了。他还必须装上除颤器和起搏器。这是非常有趣的发现。谢谢你提供这么好的信息。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月13日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
娜塔莉，非常感谢你的评论。
娜塔莉·弗兰克2017年12月13日，美国伊利诺伊州芝加哥:
很棒的中心，琳达。它提供了很好的信息，为将来治疗心脏病提供了希望。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月11日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
拉里，谢谢你这么有趣的评论。我非常感激。
拉里的鱼2017年12月11日:
琳达，这篇文章真棒。我从小就对医学的进步感到惊讶。我还记得第一例心脏移植手术的时候，现在它已经变得相当常规了。我的医疗是在杜克大学的医疗保健系统，他们是最好的。杜克大学做了很多研究。我记得大概一年前在杜克大学的新闻上看到他们在脑瘤中注射小儿麻痹症，结果发现它大大减少了一些肿瘤，有些肿瘤完全消失了。杜克大学医院离我住的地方只有十分钟的车程。再次感谢你写了这么一篇有趣又有见地的文章。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月6日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
非常感谢你的评论，妮基。
尼基汗2017年12月6日，伦敦:
嗨,琳达,,
另一个有用和惊人的中心，非常有用的心脏问题。学习了很多关于治疗，心脏如何工作，什么问题会发生，什么解决方案可用。
谢谢分享，亲爱的。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月5日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
嗨,多拉。是的，这些发现是有希望的。我希望它们最终能对有心脏问题的人有所帮助。
朵拉-无论是2017年12月5日《加勒比》:
好的信息不仅有知识，而且有希望。谢谢你分享这样积极的研究;我们都很关心的一个话题。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月5日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
非常感谢你的来访和评论，德维卡。
Devika普米族ć2017年12月5日，克罗地亚杜布罗夫尼克:
一个教育主题，你知道如何详细分享这样的主题。心脏是强大的，当出现问题时，它可能会很复杂。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月4日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
谢谢你，卡莉。这消息太棒了。如果这些发现能帮助人类，那就太好了。
Kari保尔森2017年12月4日，美国俄亥俄州:
很高兴知道我们正在寻找再生心脏组织的新方法。这对很多人都很有帮助。我觉得你的文章写得很好，信息量很大。谢谢你的好消息!：）
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月4日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
嗨,Chitrangada。我希望这项研究能帮助到那些需要帮助的人，希望这些发现能尽快投入使用。谢谢你的评论。
Chitrangada夏朗2017年12月4日，印度新德里:
一篇内容丰富、研究深入的文章!像往常一样，你提供了深入的信息，这将对许多人有用。很高兴了解到这一领域不断发展的研究，这将帮助那些受影响的人。
谢谢你的教育!
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月3日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
非常感谢你，佩吉。干细胞的潜在用途当然令人兴奋。未来看起来很有趣!
佩吉·伍兹2017年12月3日，德克萨斯州休斯顿:
这是令人兴奋的消息!现在有很多关于干细胞的研究。希望更多心脏受损的人在未来几年能有更好的结果。你总是写这么有深度和研究的文章!读它们是一种乐趣。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月3日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
谢谢你,比尔。我认为这也是一种有趣的东西!我希望这项研究能带来一些伟大的发展。
比尔·德·朱利奥2017年12月3日，马萨诸塞州:
谢谢你的教育，琳达。迷人的东西。希望这能在治疗心脏病方面取得突破。一如既往地干得好。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月3日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
非常感谢你的评论和分享，Patty!
Patty Inglish MS2017年12月3日，美国和第一个太空国家阿斯加迪亚:
谢谢这些令人兴奋的信息!我不能跟上所有的期刊，所以很高兴看到你的文章。我会分享的。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月3日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
嗨,海蒂。我认为这也是一个令人兴奋的发展。它应该是非常有趣的跟踪更新。谢谢你的评论。
海蒂索恩2017年12月3日，芝加哥地区:
这是一个令人兴奋的发展!心脏病是导致死亡的首要原因，找到解决办法绝对是当务之急。随着这项研究的继续，我们将迫不及待地看到最新进展。一如既往，感谢您与我们分享您的知识和见解!周末愉快!
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月2日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
谢谢你有趣又发人深省的评论，丽丽。对于你祖母的情况我很遗憾。我希望有更好的方法来帮助痴呆症患者。
FlourishAnyway2017年12月2日，美国:
对于合适的病人来说，这些进步是真正的礼物。但我有时会想，在医学取得了如此惊人的进步之后，如果不是牺牲了整个人。我祖母接受了实验性的心脏治疗，效果很好。但问题是，她患有痴呆症，外科医生从这方面延长了时间。此外，心脏手术本身经常会产生脑雾。她现在脑子坏了，但心脏很结实。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月2日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
我很遗憾你父亲这么年轻就去世了，比尔。我认为这是生活中令人悲伤的事实之一，人们死于可怕的疾病，而在相对较短的时间后，找到了更好的治疗方法，甚至治愈方法。
比尔，我希望你周末也过得愉快。
比尔荷兰2017年12月2日，华盛顿州奥林匹亚:
我想起了我爸爸……他死于心脏病，离五十岁生日还有三天。在那之前的三个月，他做了一个更小的手术，我毫不怀疑，如果是在今天，而不是1969年，他会因为新的知识和手术而活下来。不幸的是，他只是在错误的时间出现在了错误的地点。谢谢你的信息，琳达。享受你的周末。
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月1日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
嗨,西蒙。谢谢你的评论。是的，我想这些细胞必须来自病人。这将是一个有趣的补丁如何发展。我希望它最终能对人类有用。
西蒙•林2017年12月1日:
嗨,琳达!
非常透彻和有趣的文章!对于干细胞贴片，如果这种方法应用于人类，为了避免排异反应，细胞必须来自患者吗?
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月1日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
嗨,杰基。如果能解决这个问题就太好了。我很遗憾你母亲死于心脏病。我希望我们很快就能有更好的方法来预防心脏病发作，并帮助人们从心脏病中恢复过来。非常感谢您的评论。
杰基Lynnley2017年12月1日，来自美丽的南方:
琳达，如果能解决这个问题岂不是太好了?
我的母亲活了很长时间，但她还是死于心脏病发作，由于她的骨骼虚弱，没有复苏。所以很自然，这是我不想担心的事情，我确定任何人也不会担心。
你的文章是如此复杂和信息丰富，我无法开始做这样的事情，但我非常感谢你的工作和与我们分享。
很好的信息，学习新东西总是很愉快的。
谢谢你！
琳达·克兰普顿(作者)2017年12月1日，加拿大不列颠哥伦比亚省:
非常感谢你的评论，Manatita!我非常感谢你的来访。
manatita442017年12月1日，伦敦:
又一个精彩的作品!这是我的工作，但你让它变得非常有趣，信息量很大。我想我们很快就会征服这个领域，也许有一天，可以预防心脏病发作。一个非常必要和惊人的中心;一个充满光明和希望的世界。