Laserowy rozrusznik serca

Pierwszy na świecie optyczny rozrusznik serca został przetestowany i opisany na łamach czasopisma Optics Express. Grupa naukowców z Uniwersytetu w japońskiej Osace wykazali, że błyski światła o odpowiednich parametrach mogą pobudzić komórki mięśniowe serca (kardiomiocyty) do skurczów.


Jeżeli podasz tego typu komórkom wystarczająco silny impuls światła laserowego w bardzo krótkim czasie, uzyskusz gigantyczną odpowiedź, tłumaczy Nicholas Smith, szef zespołu pracującego nad wynalazkiem. Światło lasera wpływa na komórki poprzez aktywację tzw. kanałów jonowych, czyli białek zdolnych do kontrolowanego uwalniania jonów (w tym przypadku chodzi o naładowane dodatnio jony wapnia). Powoduje to zmiany ładunku elektrycznego w poszczególnych częściach komórki, przez co dochodzi do skurczu.

Naukowcom udało się uzyskać, w zależności od potrzeb, dwa dokładnie przeciwne mechanizmy. W pierwszym eksperymencie dowiedli, że rytmiczne pobudzanie kardiomiocytów do skurczu może wymusić na nich "przyjęcie" narzuconego rytmu skurczów, co przypomina do złudzenia pracę tradycyjnego rozrusznika serca. Drugie doświadczenie polegało na wywołaniu odwrotnego efektu: dzięki pobudzaniu pojedynczej komórki do kurczenia się z częstotliwością niezgodną z pozostałymi, udało się wywołać stan podobny do fibrylacji, czyli braku koordynacji pomiędzy poszczególnymi kardiomiocytami. Wywołanie w hodowli komórkowej takiego stanu może być bardzo pomocne przy eksperymentach nad lekami, których zadaniem jest przywracanie prawidłowego rytmu serca.

Badania nad urządzeniem przeprowadzono dotychczas wyłącznie na tzw. liniach komórkowych, czyli komórkach hodowanych w laboratorium, poza żywym organizmem. Niestety, obecnie stosowana wersja lasera powoduje poważne uszkodzenie komórek przy wielokrotnej ekspozycji na światło, toteż ewentualne zastosowanie tego typu rozrusznika jako implantu jest mało prawdopodobne. Wszystko wskazuje więc na to, że przez kilka najbliższych lat pozycja stosowanych obecnie rozruszników, działających w oparciu o wysyłanie do serca impulsów elektrycznych, jest niezagrożona.

laser rozrusznik serca Nicholas Smith