Dr. Lasso: Jak vzniká srdce a mění se mozek – novinky z frontové linie výzkumu

3D videoformace srdce jako z hollywoodského filmu?

Představte si, že sledujete, jak se uvnitř embrya rodí první srdeční pulz. Ne jako náčrt v učebnici embryologie, ale jako plně prostorové video, které vypadá, jako by ho režíroval sám James Cameron.

Přesně tohle se teď poprvé v historii podařilo vědcům z University College London a Francis Crick Institute. Pomocí průlomové technologie nahlédli do srdce (doslova) – v jeho úplně nejranější fázi vývoje, v živém myším embryu.

🧬Srdce pod mikroskopem… který nezabíjí

Jak to udělali? Použili speciální metodu zvanou light-sheet mikroskopie, při níž je vzorek osvětlován tenkým plátem světla. Umožňuje to vytvářet extrémně detailní 3D snímky bez poškození živé tkáně – klíčové pro sledování vývoje v reálném čase.

Embrya byla geneticky upravena tak, aby určité srdeční buňky – kardiomyocyty – svítily fluorescenčními barvami. Díky tomu mohli vědci vytvořit časosběrné video trvající 40 hodin, se snímky pořizovanými každé dvě minuty.

🔍Co přesně sledovali?

Cílem bylo pozorovat vznik srdce od fáze gastrulace – tedy období, kdy se buňky začínají specializovat – až po první náznaky formující se srdeční trubice. Výsledné video ukazuje:

• jak se jednotlivé buňky pohybují a dělí,
• jak se organizují do specifických struktur,
• a kdy se objevují první ryze srdeční buňky – tedy takové, které už nebudou ničím jiným než srdcem.

Zajímavostí je, že tyto buňky se nechovají náhodně. Sledují přesné trajektorie, jako by věděly, kde je jejich místo: zda mají tvořit síň, komoru nebo cévní výstelku.

🧠Co nám to říká o vývoji?

Vedoucí autor výzkumu, Dr. Kenzo Ivanovitch, popsal zjištění jako „fundamentálně měnící naše chápání srdečního vývoje“. Dosud se předpokládalo, že specializace srdečních buněk nastává až později, v chaotickém prostředí. Tato studie ale ukazuje, že:

• srdeční buňky vznikají dříve než jsme si mysleli,
• jejich pohyb je koordinovaný,
• a že jejich osud je dán velmi brzy – často během prvních 4–5 hodin po začátku gastrulace.

❤️ Proč je to důležité?

Tento výzkum může zásadně pomoci v porozumění vrozeným srdečním vadám, které postihují až 1 ze 100 dětí. Když víme, kdy a kde v embryonálním vývoji dochází k chybám, můžeme se jednou pokusit tyto procesy sledovat, diagnostikovat nebo dokonce ovlivnit.

Navíc – a to je pro medicínu budoucnosti klíčové – podobné technologie mohou výrazně urychlit vývoj umělých srdečních tkání pro transplantace či regenerativní léčbu.

Zdroj: https://www.ucl.ac.uk/news/2025/may/scientists-film-heart-forming-3d-earlier-ever

Hormonální příliv a odliv formuje mozek. Doslova.

To, že hormony ovlivňují náladu nebo spánek, nikoho moc nepřekvapí. Ale že mění fyzickou strukturu mozku během několika dní? To je zjištění, které otřásá dosavadním chápáním neurovědy – díky nejmodernější mikroskopie lze pozorovat, co se děje v mozku během jednotlivých fází menstruačního cyklu.

Výsledky publikované v prestižním časopise Neuron ukazují, že estradiol – hlavní forma estrogenu – mění strukturu i funkci neuronů v oblasti hipokampu, tedy klíčovém centru pro paměť a prostorové učení.

🔬 Co přesně zkoumali?

Vědci sledovali živé myši napříč několika cykly pomocí pokročilé dvoufotonové laserové mikroskopie. Zaměřili se na:

• • dendritické trny – drobné výčnělky na neuronech, které tvoří synaptická spojení,
  • a zpětně šířené akční potenciály – elektrické signály, které se v určité fázi cyklu šíří zpět dendritickým stromem a podporují synaptickou plasticitu.

Změny nebyly subtilní: hustota dendritických trnů se lišila až o 30 % během jednotlivých fází čtyřdenního estrálního cyklu, což odpovídá tisícům nových (či naopak odstraněných) spojení na jeden neuron.

🌊Estradiol jako „kognitivní vlnobití“

Největší množství synapsí vědci pozorovali během proestru – fáze, kdy hladina estradiolu dosahuje vrcholu. Právě v této fázi:

• neurony vytvářejí nejvíce dendritických spojů,
• dochází k silnějšímu zpětnému šíření akčních potenciálů,
• a hipokampální place cells (neurony aktivované konkrétní polohou v prostoru) vykazují nejvyšší stabilitu a lepší schopnost prostorového učení.

To naznačuje, že estradiol nejen moduluje paměťové procesy, ale přímo zvyšuje výpočetní kapacitu neuronálních sítí.

🧠A co lidé?

Autoři výzkumu upozorňují, že podobné změny byly pozorovány i v lidském mozku. Práce laboratoře Emily Jacobs, jedné ze spoluautorek, ukazuje, že strukturální změny v hipokampu korelují s hormonálním cyklem i u žen. Ačkoli většina neurovědeckého výzkumu stále pracuje s „hormonálně neutrálním“ modelem, tato zjištění volají po přehodnocení přístupu.

💡 Evoluční hádanka: proč má hipokampus estrogenové receptory?

Hipokampus není reprodukční orgán, přesto obsahuje receptory pro estrogen i progesteron. Proč? Podle vědců to může být dáno evoluční výhodou: hormonální modulace kognitivních funkcí – zejména paměti, orientace a adaptivního chování – mohla mít v přírodním prostředí klíčový význam.

Zajímavostí je, že i muži zažívají hormonální cykly – například testosteron může být pomocí enzymu aromatázy přeměněn na estrogen a aktivovat stejné receptory.

🧬 Výzkumné důsledky: začněme měřit s respektem k cyklu

Toto je vůbec první studie, která sledovala strukturální i funkční změny v hipokampu napříč časem a v živém organismu. Zásadně tím mění pohled na ženský mozek – ne jako „komplikovaný model“, ale jako klíč k porozumění plasticitě mozku.

Zdroj: https://news.ucsb.edu/2025/021876/hormone-cycles-shape-structure-and-function-key-memory-regions-brain