Імунні клітини, що живуть у серці людини і ссавців, можуть проводити струм і вміють виробляти електричні імпульси, допомагаючи серцю при появі збоїв у його роботі м’язів.
“Коли ми вперше виміряли напругу і побачили, що макрофаги ритмічно заряджаються і розряджаються, тільки тоді я зрозумів, що ці клітини не ізолюють серцевий м’яз від навколишнього середовища, а навпаки, допомагають йому проводити струм. Тепер нам потрібно продумати, як запалення в серці впливають на роботу цих клітин і те, як вони проводять струм”, — заявив Маттіас Нарендорф (Matthias Nahrendorf) з Гарвардського університету (США).
Серце людини і тварин є унікальним органом, чиї клітини можуть одночасно спонтанно виробляти електричні імпульси і скорочуватися, не вимагаючи для цього постійного потоку “команд” зі спинного чи головного мозку. Імпульси струму виробляють так звані “клітини-водії”, а кардіоміоцити, м’язові клітини, використовують їх для того, щоб скорочуватися чи розслаблятися в потрібні моменти часу.
Більшість клітин серця з’єднано одна з одним особливими білковими “проводами”, так званими щілинними контактами, які допомагають їм синхронізувати свою роботу і правильно перекачувати кров через передсердя і шлуночки. Порушення в роботі “клітин-водіїв” і цих контактів, як правило, ведуть до розвитку серцевої недостатності та інших серйозних проблем зі здоров’ям.
Нарендорф і його колеги випадково виявили, що у передачі цих сигналів беруть участь не тільки самі м’язи серця, але й імунні клітини-макрофаги. Як розповідає біолог, макрофаги зазвичай присутні в запалених або заражених тканинах тіла, проте в серці вони чомусь живуть постійно.
Намагаючись зрозуміти, що вони там роблять, вчені виростили декількох мишей, в чиїх серцях макрофаги відсутні, і перевірили, як їх серце буде вести себе під навантаженням. Результати цього експерименти були несподіваними – робота серця не покращилася, а погіршилася. Серцебиття сповільнилося, а на електрокардіограмі вчені зафіксували серйозні порушення.
Так художник представив собі процедуру “перезапуску” м’язів серця імунними клітинами
Такий результат змусив команду Нарендорфа уважно вивчити, як були розподілені макрофаги в серці нормальних мишей. Виявилося, що велика частина імунних клітин перебувала на перегородках між шлуночками і передсердями, де знаходяться точки, звідки електричні імпульси, що виробляються “клітинами-водіями”, поширюються по його м’язам.
Звернувшись за допомогою до електрофізіологів, Нарендорф вивчив електричні властивості цих макрофагів і виявив, що вони виробляли струм і могли виступати в якості додаткових “проводів”, що з’єднують кардіоміоцити за допомогою своїх власних щілинних контактів. Таким чином, вони допомагають серцевому м’язі скорочуватися, навіть якщо частина її клітин втратила контакт з “центром” при різних порушеннях в роботі серця.
Відкриття такої несподіваної функції макрофагів в серці, як зазначає Нарендорф, змусило його команду задуматися, чи можуть ці клітини бути замішані у розвитку хвороб серця, пов’язаних з порушенням його електропровідності. Відповідно, пригнічуючи або стимулюючи макрофагів, можна змусити серце “полагодити себе”, не вдаючись до хірургічного втручання.