В сердце нашли встроенный «дефибриллятор»
«Когда мы впервые измерили напряжение и увидели, что макрофаги ритмически заряжаются и разряжаются, я понял, что эти клетки не изолируют сердечную мышцу от окружающей среды, а помогают ей проводить ток. Теперь мы пытаемся установить, как воспалительные процессы в сердце влияют на работу этих клеток и их электропроводность», — пояснил клеточный биолог Маттиас Нарендорф (Matthias Nahrendorf) из Гарварда.
Сердце — уникальный орган, клетки которого сокращаются в отсутствие контроля нервной системы. Энергия химических связей в молекуле АТФ — главного клеточного энергоносителя — в клетках миокарда преобразуется в электрическую. Когда накапливается достаточно большой заряд, проскакивает разряд; за разрядом следует сокращение сократительных клеток миокарда — кардиомиоцитов. Нарушения в работке клеток, вырабатывающих электроэнергию, и каналов, по котором она передаётся на сократительные клетки, приводит к сердечной недостаточности и другим серьёзным проблема.
Нарендорф и его коллеги случайно обнаружили, что в передаче электрических сигналов между клетками сердца участвуют не только сами клетки миокарда, но и иммунные клетки-макрофаги. Как рассказывает биолог, макрофаги обычно присутствуют в воспаленных или зараженных тканях тела, однако в сердце их можно найти всегда, даже если поблизости нет никаких воспалительных процессов.
Пытаясь понять, что иммунные клетки делают в сердце, ученые вырастили генномодифицированных мышей без макрофагов в сердце, и проверили, как их сердце будет вести себя под нагрузкой. Результаты эксперимента удивили учёных: без иммунных клеток сердца мышей работали значительно хуже, чем у мышей из контрольной группы. Сердцебиение у ГМ-животных оказалось медленнее, ЭКГ показала серьёзные нарушения.
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 распространяются по сократительным клеткам.
Обратившись за помощью к электрофизиологам, Нарендорф изучил электрические свойства макрофагов и обнаружил, что они самостоятельно генерируют электрический ток ток и способны выступать в качестве дополнительных «проводов», соединяющих кардиомиоциты. Таким образом, они помогают сердечной мышце сокращаться, даже если часть ее клеток потеряла контакт с «центром» при различных нарушениях в работе сердца.
Открытие этой функции макрофагов в сердце, как отмечает Нарендорф, заставило его команду задуматься над тем, могут ли иммунные клетки игроть роль в развитии болезней сердца, связанных с электрической природой сократительного импулься. Возможно, подавляя или стимулируя активность макрофагов, можно заставить сердце «починить себя», не прибегая к хирургическому вмешательству.