心臟細胞線粒體網路的供電方式

心臟在每個心動周期中，由起搏點、心房、心室相繼興奮，伴隨著生物電的變化。心臟好比一台大型組合電器，無數心肌細胞動作電位變化的總和可以傳導並反映到體表。心臟電活動按力學原理可歸結為一系列的瞬間心電綜合向量。

線粒體是維持心電運轉的小型發電機，它們共同構成了龐大的人體電力系統。當機體發生心臟損傷、肌肉萎縮、以及線粒體損傷（如老年痴呆、帕金森、衰老）等疾病時，負責為細胞供電的「電力系統」又是如何調整其供應網路，保障肌肉的電活動的呢？

美國國立衛生研究院，由國家心肺血管研究所的肌肉能量學實驗室的Brian Glancy博士領導的一隊研究學者在Cell Report雜誌最新發表的文章報道了，應對損傷時心臟肌肉的自我保護機制——當細胞內某個獨立的線粒體出現損傷後，細胞會打開一種類似「跳閘」的「熔斷」機制，保持該細胞電能的持續供應。這種保護機制的闡明，將有助於我們更好了解心臟和骨骼肌在健康和非健康狀態下的功能行使。

早在2015，Brian Glancy團隊就在骨骼肌中發現了線粒體電力網（mitochondrial power grid）的存在。因此，這些科學家們進一步發問：如果肌肉細胞受到損傷，這張電力網會怎樣使自己免受細胞損傷的影響呢？

藉助高解析度3D成像設備和特製的光敏探針，科學家們解開了肌肉電力網免受疾病影響的自我保護機制。骨骼肌的電力網是一個有機整體，而心臟線粒體電力網卻是由幾個小型、平行排列的局部網路構成。這樣的生理構造，使心肌細胞能將電相關的功能紊亂控制在更小的範圍。

研究人員將線粒體電力網的這種調控機制比喻成「遇到雷擊後的城市電力系統」：整個城市都會出現燈光閃爍現象，但是一旦「熔斷器」開始起作用後，只有部分電網將失去電力供應，而其他部分的電力活動將恢復原狀。