I macrofagi sono essenziali per un ritmo cardiaco sano

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Immagine: l’immagine mostra una ricostruzione volumetrica di un nodo atrioventricolare umano. Cardiomiociti (rosso) appaiono densamente intervallati da macrofagi (verde). Credit: Maarten Hulsmans & Matthias Nahrendorf

Un gruppo di ricerca del Massachusetts General Hospital (MGH) ha identificato un nuovo ruolo sorprendente dei macrofagi, le cellule bianche del sangue conosciute soprattutto per la rimozione dal corpo di agenti patogeni, detriti cellulari e altri materiali indesiderati.

( Vedi anche:Individuati due farmaci che invertono l’ aritmia cardiaca: una delle più gravi complicazioni del diabete).

Nell’ articolo pubblicato dalla rivista Cell, i ricercatori rivelano che i macrofagi sono essenziali per il corretto funzionamento del cuore, aiutando a condurre i segnali elettrici che coordinano il battito cardiaco.

“La nostra scoperta che un nuovo tipo di cellula è coinvolto nella conduzione cardiaca,  può portare ad una migliore comprensione della funzione cardiaca normale. Ciò che veramente mi ha sorpreso è che i macrofagi possono depolarizzare la loro carica elettrica se accoppiati ai miociti. Questo lavoro sul ruolo dei macrofagi nella conduzione cardiaca potrebbero portare a nuovi trattamenti per le aritmie cardiache “, spiega l’ autore corrispondente dello studio, Matthias Nahrendorf, del Centro MGH for Systems Biology.

Meglio noti per la loro attività nel sistema immunitario, i macrofagi sono presenti nei tessuti di tutto il corpo ed è stato recentemente dimostrato che hanno funzioni aggiuntive relative ai tessuti in cui risiedono. Sono necessari per la guarigione dei tessuti danneggiati nel cuore, ma la loro presenza all’interno del muscolo cardiaco sano suggerisce un ruolo nella funzione cardiaca normale. La ricerca di Nahrendorf è stata realizzata per studiare il  potenziale ruolo dei macrofagi nella trasmissione e coordinazione dei segnali elettrici che stimolano la contrazione del muscolo cardiaco.

Esperimenti iniziali sui topi hanno rivelato che i macrofagi cardiaci sono più abbondanti nel  nodo atrioventricolare (AV), la struttura chiave che collega gli atri (camere superiori) ai ventricoli (camere inferiori) e che coordina la temporizzazione delle contrazioni delle camere superiori ed inferiori. Similmente alte concentrazioni di macrofagi sono state trovate in AV da campioni autoptici umani. Esperimenti successivi su animali hanno dimostrato che i macrofagi si collegano alle cellule del muscolo cardiaco attraverso gap junction o giunzioni comunicanti o “nexus”, un tipo di connessione intercellulare, cioè una connessione tra diverse cellule che avviene fra le cellule di alcune specie animali. Queste giunzioni sono note per coordinare le contrazioni del muscolo cardiaco. I cambiamenti nella carica elettrica che trasportano il segnale di conduzione sono sincronizzati tra macrofagi e cellule adiacenti del muscolo cardiaco chiamate  miociti.

I macrofagi conducono l'elettricità, l'aiuto cuore di battere
Questa illustrazione descrive le interazioni elettrofisiologiche dei macrofagi cardiaci e cardiomiociti conduttori. Queste interazioni migliorano la  propagazione dell’impulso elettrico. Credit: Ella Studio Maru

Topi privi di giunzioni comunicanti hanno mostrato un rallentamento anormale di conduzione del segnale attraverso il nodo AV e un completo esaurimento dei macrofagi tissutali ha portato allo sviluppo di blocchi  AV e ritardo nella conduzione tra atri e ventricoli, una condizione che in pazienti umani richiede impianto di pacemaker. Nel complesso, i risultati suggeriscono che i macrofagi cardiaci sono partecipanti essenziali del sistema di conduzione cardiaca e che i cambiamenti nel loro numero o proprietà può contribuire ad anomalie del ritmo cardiaco.

I macrofagi conducono l'elettricità, l'aiuto cuore di battere
L’illustrazione descrive le interazioni tra un macrofago cardiaco (cellule blu-verde) e cardiomiociti conduttori (cellule rosa). Queste interazioni migliorano la propagazione dell’impulso elettrico. Credit: Ella Studio Maru

Nahrendorf ed i suoi colleghi stanno continuando ad esplorare il ruolo dei macrofagi sia nella salute del cuore che nei disturbi comuni di conduzione del segnale.

Fonte:  Massachusetts General Hospital

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