Tubos microscópicos dentro das células do coração funcionam como amortecedores

Usando microscopia de última geração, os cientistas examinaram o interior das células cardíacas enquanto elas batiam, revelando estruturas semelhantes a tubos que se dobram e voltam à forma, como amortecedores. Os detalhes agora aparecem na Science.Dentro de cada célula do músculo cardíaco existem estruturas minúsculas chamadas microtúbulos. Usando microscópios de alta resolução e alta velocidade, os pesquisadores da Perelman School of Medicine, na Pensilvânia, observaram como esses filamentos dinâmicos – há muito considerados bastante rígidos – se dobravam sob a força de cada contração celular antes de voltarem ao seu comprimento e forma originais. Os vídeos estão oferecendo novos insights sobre a mecânica de batimentos cardíacos saudáveis ​​e como o enrijecimento anormal das células cardíacas pode estar contribuindo para doenças cardíacas.

Uma contração completa do músculo cardíaco ocorre em apenas um décimo de segundo. Este vídeo mostra em tempo real. (Imagem: Laboratório de Ben Prosser, PhD, Escola de Medicina Perelman, Universidade da Pensilvânia)

Os microtúbulos fornecem suporte estrutural e permitem o movimento das células à medida que transportam sua carga intracelular. Os cientistas lutaram para observar todas as partes móveis dentro das células vivas do coração, deixando seu papel e função precisos um pouco misteriosos. Também não ajuda que uma contração completa de um músculo cardíaco ocorra em apenas um décimo de segundo.

Acima: Microtúbulos em uma célula do músculo cardíaco em repouso. Abaixo: Microtúbulos contraídos em uma célula do músculo cardíaco pulsante. (Imagem: Laboratório de Ben Prosser, Ph.D., Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania)

O co-autor Benjamin Prosser e seus colegas conseguiram capturar o funcionamento interno das células cardíacas retiradas de roedores.

Eles descobriram que os microtúbulos não eram hastes rígidas como se supunha anteriormente, mas filamentos flexíveis com a capacidade de dobrar e suportar pressão sem quebrar.

Os pesquisadores também aprenderam que o grau em que um microtúbulo pode se curvar depende de um grupo químico conhecido como tirosina. Quando eles removeram esse produto químico, os microtúbulos se dobraram mais, dificultando a contração das células cardíacas.

É um insight importante que pode levar a novos medicamentos para certas formas de doença cardíaca, incluindo pacientes com espessamento do músculo cardíaco.

[Ciência]

Acima: O vídeo em câmera lenta mostra a contração dos microtúbulos (mostrados em azul). (Imagem: Laboratório de Ben Prosser, PhD, Escola de Medicina Perelman, Universidade da Pensilvânia)