药物可以选择性地阻滞心脏内神经系统,控制心跳节律,为千百万高血压和心脏病人带来了福音。近来发现基因能够巧妙地控制心跳,这一发现为创造具有更高的特异性,无甚副作用的第二代心血管药物铺平了道路。

人和其他动物一样,心脏具有自主节律——心肌能自动收缩,而自主节律受交感神经(加快心跳)和迷走神经(减缓跳)的控制影响。正常人的这二种神经的作用保持平衡,精确地控制、调节着心跳节律。某些心脏病患者心跳过速,就可应用抑制交感神经作用的药物使心跳减慢,以达到治疗目的。这类药物的作用机理就是药物与心跳起搏点的β受体结合,使受体不能接受神经末梢释放的化学传递分子刺激。该机理是数十年来用药物治愈心血管病人的理论基础。最近科学家发现还有许多其他神经,控制着心跳,这些神经含有对心肌和血管有强有力收缩作用的基因产物。基因产物中有一种神经肽γ,它是一种具有生物活性的分子,高浓度的存在于大脑的一定部位和心肌中。

迄今科学家尚未弄清人心脏组织中这种肽基因产物的起源以及它是如何控制心跳速度和心肌收缩力的。神经肽Y是否是由大脑某处神经细胞合成/然后沿神经束快速输送到心脏的?最近科学家对低级动物控制心跳的大脑化学物质的研究对此问题作了部分解答。

海蛇(Aplysia)的心跳节律是受两种作用不同神经的控制,这一点与人心跳节律控制方式类似。此外,海蛇的这两种神经又受一种“巨白细胞”的神经细胞的精细调节。“巨白细胞”含有神经纤维,其体积颇大,与心脏相连。科学家在研究中发现“巨白细胞”胞浆中有二种或更多的以前未曾发现的神经肤。这些神经肽在“巨白细胞”中合成以后被输送到心肌中的神经末梢构成心脏第三类心跳调节分子,加利福尼亚州斯坦福大学John Nambu博士等把“巨白细胞”基因克隆化,发现了二种其他神经细胞的单链DNA。这个DNA就是合成控制海蛇心跳神经肽的唯一场所。该场所首先合成大量无活性的肽前体,随后这些肽前体断裂为许多具有生物活性的小分子物质,其中有三种被输送到心脏,控制心跳节律。

有关海蛇控制心跳基因的结构,基因产物的特征及对心跳影响的研究结果提示人心脏中的神经肽γ很有可能是控制心跳的基因产物,它与其他控制心跳的方式共同控制着心跳。若此论点是正确的,它将对临床医学产生极大的影响,因为这类神经肽受体的特异性很高,可以应用某些作用于神经受体的药物来增强心脏的功能。

[New Scientist]