Иммунные клетки, обитающие в сердце человека и млекопитающих, могут проводить ток и умеют вырабатывать электрические импульсы, помогая сердцу при появлении сбоев в работе его мышц, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.
"Когда мы впервые измерили напряжение и увидели, что макрофаги ритмически заряжаются и разряжаются, только тогда я понял, что эти клетки не изолируют сердечную мышцу от окружающей среды, а наоборот, помогают ей проводить ток. Теперь нам нужно думать, как воспаления в сердце влияют на работу этих клеток и то, как они проводят ток", — заявил Маттиас Нарендорф (Matthias Nahrendorf) из Гарвардского университета (США).
Сердце человека и животных является уникальным органом, чьи клетки могут одновременно спонтанно вырабатывать электрические импульсы и сокращаться, не требуя для этого постоянного потока "команд" из спинного или головного мозга. Импульсы тока вырабатывают так называемые "клетки-водители", а кардиомиоциты, мускульные клетки, используют их для того, чтобы сокращаться или расслабляться в нужные моменты времени.
Большинство клеток сердца соединено друг с другом особыми белковыми "проводами", так называемыми щелевыми контактами, которые помогают им синхронизировать свою работу и правильно перекачивать кровь через предсердия и желудочки. Нарушения в работе "клеток-водителей" и этих контактов, как правило, ведут к развитию сердечной недостаточности и прочих серьезных проблем со здоровьем.
Нарендорф и его коллеги случайно обнаружили, что в передаче этих сигналов участвуют не только сами мышцы сердца, но и иммунные клетки-макрофаги. Как рассказывает биолог, макрофаги обычно присутствуют в воспаленных или зараженных тканях тела, однако в сердце они почему-то живут постоянно.
Пытаясь понять, что они там делают, ученые вырастили нескольких мышей, в чьих сердцах макрофаги отсутствуют, и проверили, как их сердце будет вести себя под нагрузкой. Результаты этого эксперименты были неожиданными – работа сердца не улучшилась, а ухудшилась. Сердцебиение замедлилось, а на электрокардиограмме ученые зафиксировали серьезные нарушение.
© Ella Maru Studio
Так художник представил себе процедуру "перезапуска" мышц сердца иммунными клетками
Подобный результат заставил команду Нарендорфа внимательно изучить, как были распределены макрофаги в сердце нормальных мышей. Оказалось, что большая часть иммунных клеток находилась на перегородках между желудочками и предсердиями, где находятся точки, откуда электрические импульсы, вырабатываемые "клетками-водителями", распространяются по его мускулам.
Обратившись за помощью к электрофизиологам, Нарендорф изучил электрические свойства этих макрофагов и обнаружил, что они вырабатывали ток и могли выступать в качестве дополнительных "проводов", соединяющих кардиомиоциты при помощи своих собственных щелевых контактов. Таким образом, они помогают сердечной мышце сокращаться, даже если часть ее клеток потеряла контакт с "центром" при различных нарушениях в работе сердца.
Открытие такой неожиданной функции макрофагов в сердце, как отмечает Нарендорф, заставило его команду задуматься, могут ли эти клетки быть замешаны в развитии болезней сердца, связанных с нарушением его электропроводности. Соответственно, подавляя или стимулируя макрофагов, можно заставить сердце "починить себя", не прибегая к хирургическому вмешательству.
