חוקרים ישראלים פיתחו מודל המסביר הידרדרות בתפקוד קוצב הלב הטבעי עם הגיל

חוקרים מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון פיתחו מודל מתמטי המסביר את ההידרדרות שחלה בקוצב הלב הטבעי בגיל המבוגר, ועשוי לאפשר לבלום אותה. המודל הוא חלק ממחקר שהתפרסם בחודש שעבר בכתב העת The Journal of General Physiology.

מחקר בנוגע לקוצב הלב הטבעי (צילום: ניצן זוהר / דוברות הטכניון)

קצב הלב הטבעי מווסת על ידי S.A. Node – צבר תאים השולח גירויים חשמליים הגורמים להתכווצות הלב, וזאת בהתאם למנגנונים פנימיים ולגירויים המגיעים ממערכת העצבים. תיווך זה בין מערכת העצבים ללב חיוני, משום ששינויים בסביבה ובגוף – למשל בעת פעילות ספורטיבית – מחייבים "עדכון" של קצב הלב כך שיספק את כמות החמצן הנדרשת לתפקוד התקין של הגוף. הפרעות בקצב הלב גובות את חייהם של כ-400 אלף בני אדם בשנה בארה"ב לבדה.

פרופסור-משנה יעל יניב (צילום: ניצן זוהר / דוברות הטכניון)

החוקרים, ד"ר יואכים בהר ופרופ'-משנה יעל יניב, פיתחו מודל מתמטי המאפיין את הדעיכה בתפקוד רקמת הקוצב הביולוגי עם ההזדקנות.
פרופ'-משנה יניב הסבירה: "הקוצב הביולוגי מורכב מקבוצה של תאים המשדרים אותות חשמליים (פוטנציאלי פעולה) בתגובה לפעילותם של מנגנונים על פני הממברנה ובתוך התא. פעילות המנגנונים האלה מושפעת מרמת הסידן והזרחן שבתא".

המודל המתמטי שפותח משקלל את כל הגורמים הרלוונטיים בתהליך הזה. מודל זה מאפשר "לשחק" עם המשתנים השונים ולבחון את השפעתו של כל שינוי על קוצב הלב הטבעי. המודל אומת בניסויים בעכברים.

באמצעות המודל נבחנה גם השפעתן של תרופות לבעיות קצב לב - ועל סמך הממצאים הציעו החוקרים שילוב משופר של תרופות אלה, המתאים לגיל המבוגר. בניסוי התברר, כי שילוב התרופות משפר משמעותית את קצב הלב ומביא אותו לפעילות אופטימלית.

ד"ר בהר ופרופ'-משנה יניב הודיעו, כי הם מתכוונים להמשיך במחקר במטרה להציע מינוני-תרופות והתערבויות גנטיות מדויקות יותר המבוססות על המודל שהם פיתחו. זאת, כדי לעכב את ההידרדרות הקלינית שחלה בקוצב הלב הטבעי.

איור: גורמים מולקולריים על גבי קרום התא והתא עצמו משפיעים על קצב הפעולה של הקוצב הביולוגי. המנגנונים המולקולריים מקושרים דרך רמות של סידן וזרחן.