如何调节心跳? 
心脏可以一辈子稳定地维持血液流动——在休息或压力下。利用小鼠模型，LMU的一个团队现在已经发现了一种特殊的离子通道在控制心率方面所起的作用。
在人的平均寿命中，人类的心脏大约跳动30亿次，没有间断，而且非常精确。这一特征是由于右心室内一个相对较小的区域，称为窦房结。它可以被认为是钟摆，保持心脏滴答作响。
现在我们知道窦房结是由一组特殊的心肌细胞组成的。这些“肌细胞”一起产生电振荡，从而调节心脏的节律性收缩。健康成年人的心跳频率每分钟变化60到80个周期。
在适当的条件下，孤立的心脏将继续以恒定的速率跳动。慕尼黑州立大学药学系一个独立研究小组的组长(主任:Martin Biel教授)Stefanie Fenske博士说:“当然，在人体内，心率必须按照宿主的活动来调节。”她补充说:“这项任务是由自主神经系统完成的，它由交感神经和副交感神经两个子系统组成。”除了作用于许多其他生理系统外，它们还提供神经支配来控制心脏窦房结的活动。
据海外就医机构和生元国际得知，那么这种心率调节是如何工作的呢?几十年来，研究人员一直怀疑窦房结细胞中的特殊离子通道参与了这一过程。离子通道是嵌入在生物膜中的蛋白质，用来调节带电原子的通过。因此，这些蛋白质在神经冲动和肌肉收缩的产生中起着不可缺少的作用。这些被认为控制心跳的离子通道被称为“超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道”——或者简称为“HCN通道”。窦房结细胞具有这类通道的三种亚型HCN1、HCN2和HCN4。顾名思义,HCN通道激活电压的改变细胞膜超极化和信号分子称为环腺苷酸(cAMP,环核苷酸),在窦房结细胞合成来自交感神经系统的输入,增加他们的活动。根据传统理论，当cAMP作用于HCN4频道时，其结果是心率增加。
虽然这一HCN通道作用的模型看似合理，但在生物系统中却很难验证，不同模型系统的实验给出了相互矛盾的结果。使用与人类心脏功能缺陷有关的基因突变HCN通道的研究也未能澄清这个问题。
一种新的小鼠模型
为了进一步阐明这个问题，马丁·贝尔的研究小组开发了一种新的基因小鼠模型。在这只老鼠株中，HCN4通道不再对来自自主神经系统的输入作出反应，”Fenske解释说。更具体地说，编码HCN4通道的基因发生了突变，使得离子通道无法与cAMP结合。突变小鼠被发现表现出心律失常，其特征是心率过低，此外心跳非常不规则。海外就医机构和生元国际了解，这些症状是人类“病态鼻窦综合征”的典型症状。然而，尽管存在这些病理，突变小鼠仍然能够调节心脏的收缩率，尽管事实是它们的HCN4通道不能结合cAMP。
“所以在每一本生理学和药理学教科书中提出的关于离子通道在调节心率中的重要性的假设是不正确的，”Fenske总结道。“那么，这个心脏通道的真正功能是什么呢?”她的实验表明，HCN4通过抑制对交感和副交感神经系统活动的过度反应来稳定心律——这是一项非常重要的任务。通过监测窦房结中单细胞的电活动，Fenske和他的同事们发现，这些细胞通常会在一分钟内不活动，而这一特性对心率的调节做出了重要的贡献。在这些研究中，慕尼黑的研究小组与汉诺威医科大学的Christian Wahl-Schott教授领导的研究小组密切合作，后者为小鼠模型系统的分析提供了重要的工具和专业知识。
这些新见解的意义超出了基础研究的范围，并将对未来的治疗产生影响。芬斯克说:“我们的最终目标是了解导致各种形式心律失常的机制。”“能够结合HCN通道的药物已经上市，我们的研究为进一步开发这些物质的靶向性努力做出了重要贡献。”在这个方向的下一步，她计划调查是否心脏中各种HCN通道的其他未知功能还没有被发现。海外就医机构和生元国际会及时给大家更新更多的国外资讯。