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Dentro il motore del cuore
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Dentro il motore del cuore
Su PNAS ricerca del Dipartimento di Biologia che descrive il funzionamento del muscolo cardiaco a livello molecolare

Capire i meccanismi molecolari del funzionamento del muscolo cardiaco per testare terapie specifiche contro le cardiomiopatie. E’ la chiave del lavoro pubblicato sulla rivista scientifica PNAS dal gruppo di ricerca del Dipartimento di Biologia, coordinato da Vincenzo Lombardi, che ha individuato il metodo in grado di registrare per la prima volta la prestazione meccanica del motore molecolare del cuore in cellule cardiache intatte ("The size and speed of the working stroke of cardiac myosin in situ").

 “La funzione del cuore è pompare il sangue attraverso i vasi portando ossigeno e nutrimento alle cellule dei vari organi- spiega Vincenzo Lombardi, ordinario di Fisiologia e coordinatore del Laboratorio di Fisiologia dove gli esperimenti sono stati condotti -. Questa proprietà è basata sull’alternarsi della sistole, la fase di contrazione in cui la pressione entro i ventricoli cardiaci sale e il sangue viene spinto nelle arterie, e del riempimento diastolico, la fase di rilasciamento nella quale la pressione nei ventricoli cade e il sangue, che ritorna dal sistema venoso, passa agli atri e quindi ai ventricoli”.

Le cellule del muscolo cardiaco, come quelle del muscolo scheletrico che presiede al movimento degli arti e alla respirazione, hanno un’apparenza striata dovuta al ripetersi di un’unità strutturale lunga circa 2 µm, il sarcomero, in cui filamenti composti dalla proteina miosina - il motore molecolare del muscolo - si alternano a filamenti composti dalla proteina actina. La forza responsabile dell’aumento di pressione nella sistole e della conseguente eiezione del sangue si genera per l’interazione dei motori molecolari miosinici con il filamento di actina, che viene tirato verso il centro del sarcomero.

“Difetti nel meccanismo di contrazione e rilasciamento del muscolo, sono responsabili di cardiomiopatie e portano a disfunzione contrattile e scompenso cardiaco - commenta Marco Linari, responsabile dell’esperimento - In particolare nella proteina miosina sono state identificate più di 250 mutazioni come causa di cardiomiopatie”.

L’apparecchiatura del Laboratorio di Fisiologia del Dipartimento di Biologia si basa su strumenti meccanici ed optoelettronici per il controllo del sarcomero ed era stata finora applicata con successo per definire le prestazioni del motore molecolare miosinico nel muscolo scheletrico e la sua regolazione. I ricercatori hanno applicato per la prima volta la tecnica a banderelle di cellule cardiache dissezionate intatte dal ventricolo di ratto grazie alla collaborazione con Ger Stienen di VU University Medical Center di Amsterdam, riuscendo a registrare l’attività meccanica con la risoluzione necessaria a descrivere le proprietà dei motori miosinici.

“Il successo dell’esperimento - conclude Linari - ha conseguenze importanti nel campo medico perché dimostra che con questa tecnica è possibile individuare, attraverso la misura in situ della prestazione meccanica del motore molecolare, le differenti mutazioni nella miosina alla base di alcune cardiomiopatie e di saggiare l’effetto di specifici interventi terapeutici”.  (sd)

 

Nella foto in alto il gruppo di ricerca, da sinistra, Francesca Pinzauti, Gabriella Piazzesi, Massimo Reconditi, Marco Caremani, Marco Linari e Vincenzo Lombardi  

 
ultimo aggiornamento: 31-Mar-2016
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