Forskare vid Karolinska Institutet och KTH Kungliga Tekniska Högskolan i Sverige har bidragit till en ny upptäckt att hjärtat fylls med hjälp av hydrauliska krafter, samma som de som är involverade i hydrauliska bromsar i bilar. Resultaten, som presenteras i tidningen Vetenskapliga rapporter , öppna vägar för helt nya metoder för behandling av hjärtsvikt.

Mekanismerna som får blod att flöda in i hjärtats ventriklar under fyllningen, eller diastolisk, fas endast delvis förstås. Medan proteintitinet i hjärtmuskelcellerna är känt för att fungera som en fjäder som frigör elastisk energi under fyllning, ny forskning vid Karolinska Institutet och KTH tyder på att hydrauliska krafter är lika viktiga.

Hydraulisk kraft, vilket är det tryck en vätska utövar på ett område, utnyttjas i alla slags mekaniska processer, som bilbromsar och knektar. I kroppen, kraften påverkas av blodtrycket inuti hjärtat och storleksskillnaden mellan förmaken och ventriklarna. Under diastolen, ventilen mellan förmaket och ventrikeln öppnas, utjämning av blodtrycket i båda kamrarna. Hjärtans geometri bestämmer således kraftens storlek. Hydrauliska krafter som hjälper hjärtats kammare att fyllas med blod uppstår som en naturlig följd av att förmaket är mindre än ventrikeln.

Med hjälp av kardiovaskulär magnetisk resonans (CMR) avbildning för att mäta storleken på båda kammarna under diastolen hos friska deltagare, forskarna fann att förmaket är mindre effektivt under hela fyllningsprocessen.

"Även om det här kan verka enkelt och uppenbart, den hydrauliska kraftens inverkan på hjärtats fyllningsmönster har förbises, säger Dr. Martin Ugander, en läkare och docent som leder en forskargrupp i klinisk fysiologi vid Karolinska Institutet. "Vår observation är spännande eftersom den kan leda till nya typer av behandlingar för hjärtsvikt som innebär att försöka minska atriumets storlek."

Hjärtsvikt är ett vanligt tillstånd där hjärtat inte kan pumpa tillräckligt med blod runt kroppen. Många patienter har störningar i fyllningsfasen, ofta i kombination med ett förstorat atrium. Om förmaket blir större i proportion till ventrikeln, det minskar den hydrauliska kraften och därmed hjärtats förmåga att fyllas med blod.

"Mycket av fokus har varit på ventrikelfunktionen hos patienter med hjärtsvikt, "säger Dr Elira Maksuti vid KTH:s Medical Imaging Unit och nyligen doktorand från KI:s och KTH:s gemensamma doktorandprogram i medicinsk teknik." Vi tror att det kan vara en viktig del av diagnos och behandling att mäta både atrium och ventrikel för att ta reda på deras släkting mått."