Сердце умирает наполовину молодым

За всю жизнь сердце обновляется лишь наполовину

В течение жизни сердечная мышца обновляется – но только наполовину, и с каждым годом всё медленнее. Выявить это и разрешить давний физиологический спор позволил договор между Хрущёвым и Кеннеди о запрете ядерных испытаний.

Эпителий кишечника полностью обновляется за 5–7 дней, кожи – за 2 недели, красные кровяные тельца живут несколько месяцев, иммунные клетки памяти могут циркулировать в крови десятки лет.

А вот сердечная мышца, вопреки всем требованиям безопасности, к пенсионному возрасту обновляется лишь наполовину.

На первый взгляд удручающий факт, установленный Йонасом Фризеном из шведского Каролинского института и его коллегами, на деле даже немного превосходит ожидания скептиков, которые 10 лет назад сомневались даже в том, что кардиомиоциты вообще делятся. И если самим фактом появления новых сердечных мышечных клеток у взрослых людей сейчас никого не удивишь, то темпы до работы Фризена можно было оценить лишь приблизительно, мучая лабораторных животных или препарируя человеческие трупы.

Собственно, авторы публикации в Science тоже работали не с живыми людьми – сердца поступивших в морг они тщательно очищали, взвешивали и замораживали до начала эксперимента. Что же касается самого опыта, то он стал своеобразным повторением прошлогоднего исследования той же команды, показавшей, что число жировых клеток постоянно на протяжении всей жизни.

Сделать это удалось благодаря испытаниям ядерного оружия, проводившимся в разных уголках планеты вплоть до соглашения 1963 года о запрете ядерных испытаний в атмосфере и под водой.

Взрывы значительно повысили концентрацию тяжелого изотопа углерода ¹⁴C в атмосфере. Он, в свою очередь, поглощался растениями — и так далее по пищевой цепочке до человека. Поскольку период полураспада этого изотопа составляет 5730 лет, то, раз попав в организм и осев в ядре клетки, такой углерод останется уже на всю жизнь. Измерять его концентрацию не составляет большого труда.

Собственно, это и сделали Фризен и его коллеги, предварительно разделив все клетки на мышечные и немышечные. Оказалось, что если первые даже к 50 годам обновляются лишь на 45%, то вторые, к которым относятся клетки сосудов и фибробласты соединительнотканных оболочек, успевают полностью смениться за 4 года.

Неудивительно, что при такой разнице в темпах деления дефект после травмы или инфаркта закрывается именно рубцовой соединительной тканью, а не поделившимися напополам кардиомиоцитами.

Фризену удалось даже оценить изменение этих способностей на протяжении всей жизни благодаря большому количеству разновозрастного донорского материала от «добровольцев», родившихся как до 1955 года, так и после. В 20 лет за год обновляется аж 1% кардиомиоцитов, в то время как в 75-летнем возрасте – лишь 0,4%. А вот темпы обновления окружающих немышечных клеток практически не меняются в течение жизни, держась на уровне 18% в год.

За счет чего же тогда обеспечивается рост сердца, увеличивающегося с момента рождения в несколько десятков раз?

В первую очередь это происходит благодаря феномену гиперплазии. Как и в скелетной мускулатуре, под действием нагрузки в сердечных клетках увеличивается количество ядер, а сами клетки существенно вырастают. К сожалению, гиперплазия не может обеспечить полного восстановления иногда образующихся дефектов. Да и увеличение размеров значительно уменьшает «резерв прочности».