Nedavno su istraživači otkrili nervnu putanju koja kontrolira taj proces, a uključuje i ranije nepoznatu grupu senzornih neurona koji povezuju srce s moždanim deblom.

Studija, objavljena 1. studenoga u časopisu Nature ukazuje na to da aktiviranje spomenutih neurona čini laboratorijske miševe nepokretnima gotovo odmah, nakon čega slijedi manifestacija simptoma uočenih i za vrijeme sinkope kod ljudi, poput brzog širenja zjenica i prevrtanja očima u očnim dupljama.

Autori ukazuju na to da je upravo ovakva nervna putanja ključna za razumijevanje nesvjestice, povrh ranijeg saznanja po kojemu je ona posljedica smanjenog protoka krvi u mozgu.

'Dolazi do smanjenja protoka krvi, no istodobno postoje posebni sklopovi u mozgu koji to kontroliraju', pojasnio je neuroznanstvenik s Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu i koautor studije, Vineet Augustine.

'Proučavanje ovih putanja moglo bi potaknuti nov pristup liječenju kardioloških uzroka sinkope', smatra kardiolog Kalyanam Shivkumar s Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu.

Novi neuroni

Mehanizmi koji kontroliraju kako i zbog čega ljudi padaju u nesvijest već su odavno zagonetka za znanstvenike, dijelom i zbog toga što se oni uglavnom fokusiraju na proučavanje srčanog mišića ili mozga, ali izolirano.

Autori ove studije razvili su nove alate koji ukazuju na koji način ova dva sustava djeluju međusobno, odnosno kakva je njihova interakcija.

Analizom sekvencioniranja RNK nodusnog ganglija, dijela u živcu vagusa, koji povezuje mozak s nekoliko organa, uključujući i srce, istraživači su identificirali grupu senzornih neurona koji ukazuju na tip receptora uključen u kontrakciju malih mišića u krvnim žilama, koji izazivaju njihovo suženje.

Ovi neuroni, nazvani NPY2R VSN razlikuju se od ostalih grana živca vagusa povezanih s plućima ili crijevima. Oni formiraju grane u donjim mišićnim dijelovima srca, takozvanim ventrikulima i povezani su s posebnim područjem moždanog debla koje se naziva 'area postrema'.

Uz pomoć nove tehnike koja kombinira ultrazvučno snimanje visoke razlučivosti s optogenetikom, načinom kontroliranja aktivnosti neurona pomoću svjetla, znanstvenici su stimulirali NPY2R VSN u miševa, prateći im srčani ritam, krvni tlak, disanje i pokrete očiju.

Kada su se aktivirali NPY2R VSN, miševi koji su se slobodno kretali uokolo onesvijestili su se za nekoliko sekundi. Dok su bili u nesvijesti, kod njih su zamijećeni slični simptomi kao kod ljudi: brzo širenje zjenica i prevrtanje očima u dupljama, ali i ostali simptomi sinkope kao kod ljudi, poput smanjenog broja otkucaja srca, sniženoga krvnog tlaka, smanjene brzine disanja i sporijeg dotoka krvi u mozak.

'Sada znamo da u srcu postoje receptori koji će, kada se aktiviraju, 'isključiti' rad srca", kazao je Jan Gert van Dijk, klinički neurolog Medicinskog centra Sveučilišta Leiden u Nizozemskoj.

Ljudi se obično brzo oporave od sinkope. 'Neuroni u mozgu su poput vrlo razmažene djece. Trebaju kisik i šećer, i to odmah", pojasnio je Van Dijk. "Vrlo brzo prestaju funkcionirati uskratite li im dotok kisika ili glukoze".

Ove živčane stanice počinju umirati nakon otprilike dvije do pet minuta bez kisika, no sinkopa obično traje manje od 60 sekundi.

'Ako ponovno dodate kisik, jednostavno će nastaviti s radom i to jednako brzo", pojasnio je Van Dijk.

Moždana aktivnost

Da bi što bolje shvatili što se točno događa u mozgu za vrijeme sinkope istraživači su koristili elektrode za snimanje aktivnosti tisuća neurona iz različitih regija mozga u laboratorijskih miševa u trenutku dok su životinje padale u nesvijest.

Ustanovili su da se aktivnost smanjila u svim područjima mozga, osim u specifičnoj regiji hipotalamusa poznatoj kao periventrikularna zona (PVZ).

Kad je ta zona bila blokirana miševi su doživljavali dulje epizode nesvjestice, dok je stimulacija PVZ-a utjecala tako da su se životinje osvijestile i počele ponovno kretati. Autori kažu da koordinirana neuronska mreža koja uključuje NPY2R VSN i PVZ regulira nesvjesticu i oporavak koji potom slijedi.

Otkriće NPY2R VSN-a ne daje odgovore na sva pitanja odmah, no buduća istraživanja mogla bi pojasniti gotovo sve nepoznanice, smatra klinički kardiolog Richard Sutton s londonskog Imperial Collegea.

"Pitanja koja kardiolozi postavljaju desetljećima sada mogu uključiti i neuroznanstvenu perspektivu da bi se pokušalo ustanoviti na koji način živčani sustav kontrolira srce", rekao je Augustine.

"Sljedeće veliko pitanje je na koji se način ti neuroni pokreću. To je jedna od najvećih zagonetki u čitavoj mojoj karijeri", rekao je Dijk.