Дефибрилляцию сердца предложили проводить энергией человека
Международный коллектив учёных предложил использовать для борьбы с внезапной сердечной смертью, которую вызывает «электрический шторм» (из-за возникающих в сердце хаотичных электрических вихрей оно утрачивает способность совершать согласованные сокращения — это называется фибрилляцией), не разработанный в 1930-е годы и применяющий с 1960-х метода дефибрилляции с использованием внешнего источника тока, а запасённое непосредственно в самом сердце электричество.
«Ток — это направленное движение электрически заряженных частиц. В сердце и мозге это в основном ионы натрия и калия. Электрически заряженных ионов натрия больше в крови, чем в клетках сердца. Ионные каналы, пронизывающие мембрану клетки, открываясь, пропускают ионы натрия из крови внутрь клеток сердца, и из-за разницы концентрации натрия возникает электрический ток. В то же время калия в клетках сердца больше, чем в крови, и при открытии каналов для ионов калия возникает ток, который течёт в обратном направлении. Так в общем виде работают все возбудимые системы организма, такие как мозг и сердце: сначала открываются каналы, запускающие в клетки ионы натрия, затем — каналы, выпускающие из клеток ионы калия», — отметил участник исследовательской группы и соавтор статьи, научный сотрудник Уральского федерального университета (УрФУ), Лейденского университета в Нидерландах и Гентского университета в Бельгии Александр Панфилов.
Руководитель исследовательской группы Даниэль Пайнаплс из Лейденского университета предложил создать биологически интегрированный дефибриллятор сердца BioICD, который бы смог самостоятельно определять начало аритмии и открывать ионные каналы, обеспечивающие прохождения тока для устранения аритмии.
«С помощью микропипеток мы получили искусственный канал доставки ионов в клетку. При этом мощность тока задаётся компьютерной программой, искусственным интеллектом, на основе уравнений, которые мы для него разработали. Эксперименты на специально выращенных клетках человеческого сердца показали, что созданный нами "механизм" дефибрилляции работает не только как компьютерная модель, но и in vitro», — пояснил Александр Панфилов.
В настоящее время специалисты в разных живых организмах ищут подходящие ионные каналы, которые можно было бы с помощью генной инженерии встроить в сердце человека, а также работаю над искусственными ионными каналами, которые можно было бы сделать с помощью синтетической биологии. Описание технологии было опубликовано в научном журнале eLife.