– Hjärtat är byggt runt vätskan det innehåller, blodet. Det är vätskans egenskaper som avgör hur stort hjärtat blir. Det säger Håkan Arheden, professor i klinisk fysiologi vid Lunds universitet, som med magnetkamera visat virvlarna i hjärtat på tredimensionell film.

Att muskulatur påverkas av belastning är välkänt. Den som är länge sängliggande tappar muskler, medan den som går på gym får större muskulatur. Hjärtat, som också är en muskel, belastas och styrs i sin tillväxt av blodets rörelsemönster.

När blodet sugs in i hjärtat uppstår en virvel i hjärtats vänstra kammare. Håkan Arheden och hans forskargrupp har velat undersöka om det fanns någon evolutionär koppling mellan å ena sidan storleken på denna virvel, å andra sidan hjärtats storlek och funktion.

Virvlarna inuti hjärtat ser på de tredimensionella filmerna ut som rökringar som uppstår med jämna mellanrum, vid varje nytt hjärtslag. Hos friska personer har man noterat ett starkt samband mellan storleken på virveln och storleken på hjärtat, oavsett om personen i fråga är liten och späd eller stor och kraftig. Forskarna tror därför att hjärtat har utvecklats utifrån virvelns storlek, i stället för tvärtom.

I ett sjukligt förstorat hjärta har sambandet mellan virvelns och hjärtats storlek däremot gått förlorat.

– I ett förstorat hjärta, som hos en patient med hjärtsvikt, är virveln lika liten som i ett normalt hjärta. Det gör att patientens sjuka hjärta måste ödsla onödigt mycket energi på att pumpa blod, förklarar Håkan Arheden.

Lundaforskarna är först i världen med att mäta virvlarna i hjärtat med filmer i 3D-MR (en teknik som också kallas 4D, där tiden står för den fjärde dimensionen). De menar att hjärtats grundmönster är inprogrammerat i vårt DNA, medan det sedan är blodets flöde genom hjärtat som avgör dess form i varje enskilt fall. En artikel om deras arbete har nyligen publicerats i Scientific Reports, en tidskrift som tillhör Nature-koncernen.

Att studera hjärtats virvlar med 3D-MR kan bli ett nytt sätt att undersöka hjärtats hälsa. Tekniken skulle också kunna användas för att välja ut de bästa konstgjorda hjärtklaffarna till varje patient, så att en ny hjärtklaff inte stör den naturliga virvelbildningen.

Kanske kan 3D-MR-bilderna också ge nya möjligheter att operera patienter som fått ett förstorat hjärta efter en hjärtinfarkt. Där har det nämligen gjorts försök med att operera bort det infarkt-ärrade området och på så sätt förminska hjärtat.

– Operationerna blev dock inte riktigt lyckade, så metoden används numera sällan. Men genom att studera virvlarna i det förstorade hjärtat kan man kanske lära sig att göra sådana operationer på ett mer framgångsrikt sätt, menar Håkan Arheden.

Publikation: Vortex ring behavior provides the epigenetic blueprint for the human heart, Per M. Arvidsson, Sándor J. Kovacs, Johannes Töger, Rasmus Borgquist, Einar Heiberg, Marcus Carlsson och Håkan Arheden. Sicientifics Reports, online 26 februari 2016.

Institutionen för kliniska vetenskaper, Lund, Lunds universitet