Bağışıklık Hücreleri Kalbin Çalışmasında Büyük Rol Oynuyor
Bağışıklık sistemi hücreleri, kalbin sürekli atmasına yardımcı olur. Makrofajlar olarak adlandırılan bu hücreler, vücudun patojenlere karşı korunmasını sağlar. Fakat, 20 Nisan’da yayınlanan yeni bir araştırma, farelerde bulunan bu bağışıklık hücreleri sayesinde kas hücreleri arasında bir elektrik akımının oluştuğunu gösteriyor. Makrofajlar, kardiyomiyositler olarak adlandırılan kalp kası hücreleri arasına girerler. Bu kas hücreleri, ritmik olarak kasılarak elektrik sinyallerine cevap verir, kalp aracılığı ile kanı pompalar. Kardiyomiyositlere eklenen makrofajlar, kalp hücrelerinin kasılmalarının sürdürülmesine ve sinyalleri almasına yardım eder.
Araştırmacılar, makrofajların, kalp dokusu için yararlı olduklarını son birkaç yıldır biliyordu. “Ancak, onların asıl görevlerinin ne olduğu hala büyük bir sırdı.” diyor Chicago’daki Northwestern Üniversitesi Feinberg Tıp Okulu’nda immunologist olan Edward Thorp. Bu araştırma, (makrofajların, kardiyomiyositlere elektriksel olarak eklenmesi) geleneksel düşüncelerde radikal bir değişikliğe neden oldu. Makrofajların, vücut savunması rolü dışındaki görev çeşitliliği ve fizyolojik önemi vurgulandı.
Harvard Tıp Okulu’nda bir hücre biyoloğu olan Mattias Nahrendorf, bu elektrik akımını tesadüfen buldu. Makrofajların kalbe nasıl etki ettiğini anlamak için, genetik olarak bağışıklık hücreleri olmayacak şekilde tasarlanan bir fare üzerinde çalıştı. Bu farenin kalp röntgenini çekti. Fakat, röntgen taraması yapılan farenin kalp atışı çok yavaş ve düzensizdi. Bu semptomlar farenin atriyoventriküler düğümlerinde (kalbin üst ve alt bölmelerini elektrikle bağlayan kas lifleri demeti) bir sorun olduğuna işaret ediyordu. Atriyoventriküler düğümlerinde (kısaca Av düğümleri) sorun olan insanlar, kalp atışlarının düzenliliğinin sağlanması için deri altına yerleştirilerek kalbin atışını düzenleyen bir alete ihtiyaç duyarlar.
Sağlıklı farelerde, makrofajların Av düğümleri içerisinde topluca bulundukları araştırmacılar tarafından keşfedilmişti, fakat bu hücrelerin orada ne yaptıkları bilinmiyordu. Bir kalp makrofajını izole etmek ve onu elektriksel faaliyet için test etmek, bu gizemi çözmedi. Ancak araştırmacılar bir makrofajı bir kardiyomiyosit ile birleştirdiklerinde, bu iki hücre elektrikle iletişim kurmaya başladı. Bu önemliydi, çünkü kalp kası hücreleri elektrik sinyalleri sayesinde kasılır.
Kardiyomiyositlerde iyon dengesizliği vardır. Dinlenme halinde iken, hücre dışında bulunan pozitif iyonlar, hücre içinde bulunanlardan daha fazladır. Ancak, bir kardiyomiyosit komşu kalp hücresinden elektriksel bir sinyal aldığı zaman, bu iyon dağılımı değişir. Bu kısa süreli değişim, sıradaki kardiyomiyositle iletişimin sağlanmasına ve sinyal gönderilmesine neden olur. Bilim adamları daha önce bu kardiyomiyositlerin, depolarizasyon denilen elektriksel değişimi bizzat kendilerinin yaptıklarını düşünüyorlardı. Ancak, Nahrendorf ve takımı, işlem sırasında makrofajların yardım ettiklerini gördüler. Makrofajlar bir protein kullanarak, bir kardiyomiyosite bağlanıyorlar. Bu protein, bir hücrenin içini diğeriyle doğrudan olarak birbirine bağlayarak, makrofajlardaki pozitif yüklerin aktarılmasını ve kardiyomiyositlere bir tür köprüye benzeyen destek verilmesini sağlıyor. “Tüm bunlar kalp hücrelerinin depolarize olmasını ve kalp kasılmasının tetiklenmesinin anlaşılmasını kolaylaştırdı. Makrofajların yardımıyla, bu iletim sistemi daha güvenli ve daha hızlı oluyor.” dedi Nahrendorf. Nahrendorf ve meslektaşları, makrofajların insan kalbindeki Av düğümlerinde de bulunduğunu fark ettiler, ancak bu hücrelerin insanlarda da aynı şeyleri yapıp yapmadıklarını henüz bilmiyorlar. Bir sonraki aşama ise, bağışıklık hücrelerinin aritmi gibi kalp problemlerinin arkasında olup olmadığını saptamak ve keşfetmek.
Bir insanın Av düğümleri içinde, bağışıklık sistemi hücreleri olan makrofajlar (yeşil renkli) dağınık bir şekilde, kalp hücreleri (kırmızı renkli) arasında yer alıyorlar. Bu düğüm, kalbin alt ve üst odacıklarında elektriksel bağlantıyı sağlayan kas liflerinin bir kümesidir.