Krakowski badacz został trafił na listę magazynu Forbes, obejmującą 30 młodych europejskich liderów w swoich dziedzinach. Jak tłumaczy, budowa serca wciąż pozostawia naukowców z wieloma niewiadomymi. Jedno równanie polski zespół już rozwiązał. Teraz tworzy "mapę serca" i chce znaleźć sposób zobrazowania pewnej niewidzialnej, ale niezwykle ważnej struktury stanowiącej "układ nerwowy" mięśnia sercowego.

"Wydawałoby się, że anatomia i morfologia to są przestarzałe nauki, które należałoby zamknąć gdzieś głęboko w piwnicach uniwersytetów, bo przez kilkaset lat rozwoju nauk morfologicznych wszystko zostało odkryte. Jednak mój zespół przeczy temu" – mówi dr Hołda, kierujący zespołem badawczym HEART (Heart Embryology and Anatomy Research Team).

PROBLEMATYCZNA KIESZONKA

W 2009 r. naukowcy z Kalifornii odkryli nową strukturę w ścianie serca, która odgradza lewy przedsionek od prawego. Jest to zachyłek nazywany "kieszonką przegrodową". Dotąd nie wiadomo było, jak ona powstaje, czy jest do czegoś przydatna, czy powinna być uznana za strukturę patologiczną? Polacy odpowiedzieli na te pytania. Okazało się, że kieszonka po prawej stronie przegrody występuje tylko w 10 proc. przypadków, ale po lewej zdarza się bardzo często – aż u 50 proc. z nas. Dalsze badanie wykazały, że krew gromadząca się w kieszonce może krzepnąć, a skrzeplina po uwolnieniu się z kieszonki może spowodować udar niedokrwienny mózgu.

"To naturalnie tworząca się struktura obecna u co drugiego człowieka i nie każdy, kto ją posiada, dostanie udaru" – uspokaja dr Hołda. Tłumaczy, że kieszonka pojawia się, bo u dziecka w łonie matki krew swobodnie przepływa pomiędzy przedsionkami przez otwór owalny. Dziecko w życiu płodowym nie oddycha i krew omija krążenie płucne. Po urodzeniu ta naturalna komunikacja zamyka się. Jednak niepełne zamknięcie kanału otworu owalnego tworzy kieszonkę. Jest ona wypełniona krwią, która ma ograniczoną ruchomość i może przez to krzepnąć.

"Przy niekorzystnych warunkach skrzeplina może oderwać się i zatkać nam tętnice. Dlatego opracowaliśmy metody obrazowania – ustaliliśmy, kiedy jest najlepiej widoczna i jak należy dokonywać pomiarów. Istnienie tej kieszonki można zauważyć zarówno w tomografii komputerowej, jak i echokardiografii przezprzełykowej" – wylicza lekarz.

Dr Hołda podkreśla, że medycyna wchodzi na coraz wyższy poziom i wykonuje coraz bardziej skomplikowane zabiegi, coraz mniej inwazyjne. Znajomość anatomii jest warunkiem krytycznym ich powodzenia. Tu każda ze zmienności w budowie narządu może być przyczyną zaburzeń albo może utrudniać lub ułatwiać klinicystom poruszanie się w obrębie serca.

TRÓJWYMIAROWE MODELE SERCA

Zespół HEART szczegółowo rozpracowuje architekturę mięśnia sercowego i odkrywa różne warianty jego budowy. Wykorzystuje preparaty anatomiczne oraz kliniczne badania obrazowe. Dane te, na przykład wyniki tomografii komputerowej, można wizualizować i drukować w trójwymiarze.

"Z niezwykłą dokładnością potrafimy wykonać model serca konkretnego chorego. Od kilku miesięcy drukowane serca pomagają kardiologom dziecięcym bardzo dokładnie zrozumieć indywidualną wadę serca i dobrać do niej leczenie" – mówi dr Hołda.

Podkreśla, że lekarzom nie jest łatwo oceniać serca, które mają wady wrodzone. Serce jest bowiem bardzo skomplikowanym organem. W przypadku wad wrodzonych u dzieci połączenia pomiędzy poszczególnymi jamami serca i jego naczyniami są nieoczywiste i bardzo trudno jest śledzić ich przebieg.

Modele serca są też potężnym narzędziem badawczym. Pozwalają dokładnie mierzyć objętości jam serca, co w przeszłości było nieosiągalne z pomocą zwykłych, dwuwymiarowych skanów.

Zespół dra Hołdy łączy siły ze specjalistami wielu dziedzin na styku nauki podstawowej i nauki klinicznej - fizykami medycznymi, informatykami, programistami, biologami, ale też lekarzami – kardiologami, chirurgami, radiologami. Współpraca z Uniwersytetem w Manchesterze (Wielka Brytania) i Minneapolis (USA) owocuje wspólnymi projektami badawczymi i publikacjami w najlepszych kardiologicznych czasopismach.

SERCE DLA NAUKI

W przyszłości naukowiec chciałby zobrazować układ bodźcowo-przewodzący stanowiący system nerwowy serca. Układ ten pobudza serce do skurczu i reguluje go. Sprawia, że serce kurczy się w sposób synchroniczny. Problem w tym, że go nie widać i choć jest tak bardzo ważny, nie da się go wypreparować z tkanki mięśniowej. Nauka, która zajmuje się tym układem, to elektrofizjologia.

Dr Hołda zaznacza, że cennych wyników badań nie byłoby, gdyby nie ludzka szlachetność. Kraków ma największą na świecie kolekcję serc – preparatów anatomicznych do badań naukowych.

"Badamy serca pobrane do zmarłych dawców. Mamy największa na świecie kolekcję ponad 400 takich preparatów. Dzięki temu możemy zbadać niemal wszystkie warianty budowy serca i opisać wszystkie jego struktury z użyciem tego samego materiału badawczego. To właśnie u nas powstaje mapa całego mięśnia sercowego, unikatowa w skali światowej. Wyróżniamy się tym na tle innych krajów" – mówi doktor.

Jak przekonuje, na polskich katedrach anatomii dobrze działają programy donacji. Aby swoje ciało po śmierci oddać nauce - należy odnaleźć stronę wybranego Uniwersytetu Medycznego i poprosić o wskazówki pracowników sekretariatu katedry anatomii, którzy wyjaśnią procedury. Dr Hołda zapewnia, że nie jest to skomplikowany proces i wiele szlachetnych osób decyduje się na taki krok.

***

Badacz jest jednym z ambasadorów akcji #Jestemstartowcem prowadzonej przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. Akcja ma na celu zbieranie funduszy, m.in. z 1 proc. podatku PIT na ufundowanie dodatkowych stypendiów dla najlepszych młodych naukowców. Sam jest laureatem programu stypendialnego START.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ zan/