Bağışıklık sistemi hücreleri kalbin yendiğini sürdürebilir. Makrofajlar olarak adlandırılan bu hücreler, vücudun istilacı patojenlere karşı korunmasını sağlar. Ama 20 Nisan yayınlanan yeni bir çalışma Cell farelerde, gösteriyor ki bağışıklık hücreleri kas hücreleri arasındaki elektrik akımına yardımcı organı pompalama tutmak için.
Makrofajlar kardiyomiyosit denilen kalp kası hücreleri arasına sıkışır. Bu kas hücreleri ritmik olarak elektrik sinyallerine yanıt olarak kası alır ve kan kalp yoluyla pompalanır. Kardiyomiyositlere “takarak” makrofajlar, kalp hücrelerinin sinyaller almasını ve dövülmesini sağlar.
Araştırmacılar, birkaç yıldır makrofajların sağlıklı kalp dokusunda yaşadığını biliyorlardı. Chicago’daki Northwestern Üniversitesi’nden Feinberg Tıp Fakültesindeki bir immünolog olan Edward Thorp, “Spesifik fonksiyonları hala çok gizemli” diyor. Thorp, çalışmanın sonucunu makrofajların kardiyomiyositlere “paradigma kayması” ile eşleştirdiği sonucuna varıyor. “Makrofajların konakçı savunmadaki rollerinin ötesinde fonksiyonel çeşitliliği ve fizyolojik önemi” vurgulanıyor.
Harvard Tıp Fakültesi’nden bir hücre biyologu Matthias Nahrendorf, bu elektrikli bulguyu kazara tökezledi.
Makrofajların kalbe nasıl etki ettiğinden merak ederek, bağışıklık hücrelerine sahip olmamak için genetik olarak tasarlanmış bir farede kalp röntgeni çekmeye çalıştı. Fakat kemirgenlerin kalp atışları taramayı gerçekleştirmek için çok yavaş ve düzensizdi.
Bu semptomlar fare atriyoventriküler düğümde, kalbin üst ve alt bölmelerini elektrikle bağlayan bir kas lifleri demetinde bir sorun olduğunu gösterdi. AV düğümündeki usulsüzlükleri olan insanlar kalp atışlarını zamanında tutmak için bir kalp piline ihtiyaç duyabilirler. Sağlıklı farelerde, araştırmacılar AV düğümünde yoğunlaşmış makrofajlar keşfetti, ancak hücrelerin orada yaptığı ne bilinmiyordu.
Bir kalp makrofajını izole etmek ve onu elektriksel faaliyet için test etmek, gizemi çözmedi. Ancak araştırmacılar bir makrofajı bir kardiyomiyosit ile birleştirdiklerinde iki hücre elektrikle iletişim kurmaya başladı. Bu önemlidir, çünkü kalp kası hücreleri elektrik sinyalleri sayesinde daralmaktadır.
Kardiyomiyositlerin iyonların dengesizliği vardır. Dinlenme halindeyken, hücrenin dışında, içeriden daha fazla pozitif iyon bulunur; ancak bir kardiyomiyosit komşu bir kalp hücresinden bir elektrik sinyali aldığında, bu dağıtım geçer. Bu ani değişim, hücrenin kontrakte olmasına ve sinyali bir sonraki kardiyomiyositte göndermesine neden olur.
Bilim adamları daha önce kardiyomiyositlerin depolarizasyon denilen bu elektriksel kaymayı kendi başlarına yapabileceklerini düşünüyorlardı. Fakat Nahrendorf ve ekibi, makrofajların sürece yardımcı olduğunu buldular. Bir protein kullanarak, bir makrofaj bir kardiyomiyosit kanca yapar. Bu protein, doğrudan bu hücrelerin iç kısımlarını birbirine bağlar ve makrofajların pozitif yükleri transfer etmesine imkân verir ve kardiyomiyositlere bir köprü kablosuyla benzeşir. Nahrendorf, kalp hücrelerinin depolarize olmalarını ve kalp kasılmalarını tetiklemesini kolaylaştırdığını belirtiyor.
“Makrofajların yardımıyla iletim sistemi daha güvenilir hale gelir ve daha hızlı davranır” diyor.
Nahrendorf ve meslektaşları makrofajları insan kalplerinde AV düğümünde buldular, ancak hücrelerin insanlarda aynı rolü oynayıp oynamadığını bilmiyorlar. Bir sonraki adım, bu rolü teyit etmek ve bağışıklık hücrelerinin aritmi gibi kalp problemlerinin arkasında olup olmayacağını araştırmaktır, diyor Nahrendorf.
Alıntılar
M. Hulsmans ve diğ. Makrofajlar, kalpteki elektrik iletişimini kolaylaştırır . Hücre . 20 Nisan 2017, doi: 10.1016 / j.cell.2017.03.050 çevrimiçi yayınlandı.