Home Notizie recenti Arrivare al cuore della funzione del muscolo cardiaco

Arrivare al cuore della funzione del muscolo cardiaco

23
0

Il muscolo cardiaco è costellato di minuscole diadi che coordinano i nostri battiti cardiaci. Una nuova ricerca scopre una componente vitale che dispone le diadi e le tiene insieme. Credito: Immagini mediche: William Pu, MD. Illustrazioni: Patrick Bibbins, Boston Children’s Hospital

Ogni cellula del muscolo cardiaco, o cardiomiocita, è costellata di strutture minuscole e intricate chiamate diadi. Le diadi sono come direttori d’orchestra: coordinano i segnali elettrici in entrata con il rilascio di calcio nel muscolo, innescando la contrazione. Quando le diadi funzionano correttamente, i diversi segmenti del muscolo cardiaco si contraggono all’unisono; in caso contrario, i battiti cardiaci potrebbero essere troppo deboli o i ritmi cardiaci interrotti.

È noto che le diadi sono disorganizzate in molti tipi di malattie del muscolo cardiaco, come la cardiomiopatia dilatativa e ischemica. Ma come le diadi sviluppino la loro complessa architettura e cosa le porti a disorganizzarsi è stato un mistero. Una nuova ricerca guidata da William Pu, MD, direttore della ricerca cardiovascolare di base e traslazionale presso il Boston Children’s Hospital, identifica una proteina cruciale che organizza e tiene insieme le diadi.

Quando Pu e colleghi hanno eliminato questa proteina, chiamata CMYA5 o miosprina, nei ventricoli del topo, l’architettura della diade è stata interrotta. Così è stato il rilascio di calcio. Quando sottoponevano a stress meccanico il muscolo cardiaco degli animali, simulando la stenosi aortica o l’ipertensione cronica, il muscolo non poteva tollerare il sovraccarico. I ventricoli degli animali hanno mostrato disfunzione all’ecocardiografia e sono stati aumentati di dimensioni.

“Pensiamo che CMYA5, o la sua regolazione, sia probabilmente anormale nella malattia del muscolo cardiaco”, afferma Pu. “Se potessimo confermare che questa proteina è disturbata nelle malattie cardiache umane e mostrare come è disturbata, potremmo iniziare a pensare a modi per mantenere la struttura e la funzione della diade”.

Anatomia di una diade

Il tessuto muscolare cardiaco è costituito da sarcomeri, stringhe di unità contrattili ancorate e separate da linee Z. Le diadi sono posizionate sulle linee Z a intervalli regolari. Sono costituiti da due elementi principali: i tubuli T (sporgenze della membrana cellulare nella cellula del muscolo cardiaco che trasportano il segnale elettrico) e il reticolo sarcoplasmatico giunzionale (jSR). Il jSR rilascia calcio attraverso i recettori della rianodina per avviare la contrazione.

Arrivare al cuore della funzione del muscolo cardiaco

CMYA5 lega il jSR alla linea Z, tenendo insieme la diade. Credito: Ospedale pediatrico Boston

Per comprendere meglio i componenti delle diadi, Pu e colleghi hanno studiato i cardiomiociti ventricolari nei topi vivi, alla ricerca di proteine ​​specifiche che erano particolarmente abbondanti vicino alle diadi. Questo li ha portati a CMYA5. Hanno continuato dimostrando che CMYA5 regola il processo graduale di assemblaggio e posizionamento della diade all’interno dei cardiomiociti.

Per creare una diade, hanno scoperto, la cella deve prima posizionare il jSR accanto alla linea Z. Un lato di CMYA5 si lega alla linea Z e l’altro lato si lega al recettore della rianodina di jSR. Solo in seguito si formano i tubuli T, posizionati accanto al jSR per formare una diade completa.

“CMYA5 è come un cavo che tiene insieme la linea Z e jSR”, spiega Pu. “Pensiamo che forse qualcosa stia andando storto con questo legame per contribuire alla malattia. Abbiamo anche dimostrato che l’interazione tra CMYA5 e jSR aiuta a regolare il recettore della rianodina, che è importante per il funzionamento e la salute delle cellule del muscolo cardiaco”.

Diadi, CMYA5 e malattie cardiache: altro da esplorare

Gli esperimenti sugli animali suggeriscono che le persone con cardiomiopatia sottostante o cardiopatia strutturale potrebbero sviluppare una disfunzione CMYA5, rendendo più probabile il fallimento del muscolo cardiaco.

“La diade è uno dei tanti elementi nel muscolo cardiaco che viene interrotto nelle malattie cardiache”, afferma Pu. “Pensiamo che ci siano molti insulti a monte che interrompono le diadi e peggiorano le malattie cardiache”.

I risultati sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura.


Articolo precedenteL’esperto di informatica discute la potenza di calcolo e l’innovazione
Articolo successivoI composti vegetali chimicamente modificati agiscono contro il virus dell’epatite E