Le interazioni tra tessuto adiposo e neuroni simpatici contribuiscono alle aritmie cardiache

Un recente studio pubblicato sulla rivista Cell Reports Medicine ha rilevato un legame tra la frequenza di episodi di apnea durante la fase REM del sonno e il grado di compromissione della memoria verbale negli anziani a rischio di sviluppare il morbo di Alzheimer. La memoria verbale si riferisce alla capacità cognitiva di conservare e richiamare informazioni presentate verbalmente o per iscritto, ed è particolarmente vulnerabile al morbo di Alzheimer.

Uno studio condotto da un gruppo di scienziati cinesi ha esaminato i legami indipendenti tra tessuto adiposo epicardico e sistema nervoso simpatico nell'aritmia cardiaca utilizzando la co-coltura in vitro di adipociti, cardiomiociti e neuroni simpatici. Hanno scoperto che l'asse tessuto adiposo-sistema nervoso svolge un ruolo importante nell'aritmogenesi.

Anomalie nella formazione e nella conduzione degli impulsi elettrici dovute ad anomalie elettriche o strutturali del cuore possono portare ad aritmie cardiache. Queste anomalie possono essere genetiche o correlate a cardiopatie acquisite. La ricerca ha dimostrato che i neuroni simpatici svolgono un ruolo significativo nella patogenesi delle aritmie cardiache. L'attivazione di circuiti elettrici anomali e disturbi nella ripolarizzazione ventricolare dovuti a stimolazione inappropriata del sistema nervoso simpatico sono stati associati a fibrillazione e tachicardia ventricolare, fibrillazione atriale e persino morte cardiaca.

Studi recenti hanno inoltre dimostrato che il tessuto adiposo epicardico è strettamente associato all'insorgenza di fibrillazione atriale, fibrillazione ventricolare e tachicardia ventricolare. Inoltre, poiché il tessuto adiposo epicardico è adiacente al miocardio senza tessuto che ne separi il contatto, le citochine infiammatorie e le adipochine secrete dal tessuto adiposo epicardico possono alterare la struttura elettrica e cardiaca. Tuttavia, non è ancora chiaro se il tessuto adiposo epicardico e i neuroni simpatici interagiscano e in che modo la loro interazione influenzi l'aritmogenesi.

Informazioni sullo studio Nel presente studio, gli scienziati hanno superato le limitazioni presentate dalla mancanza di modelli di malattie umane adatti e dalla difficoltà nell'ottenere ed espandere quantità sufficienti di tessuto cardiaco, nervoso e adiposo generando cardiomiociti, adipociti e neuroni simpatici in vitro da cellule staminali e stabilendo modelli di co-coltura per studiare le interazioni tra tessuto adiposo epicardico e neuroni simpatici e i loro effetti sui cardiomiociti.

Campioni di plasma sono stati ottenuti dalla vena periferica e dal seno coronarico di 53 partecipanti, inclusi controlli sani e pazienti con fibrillazione atriale parossistica o permanente. È stato inoltre ottenuto tessuto adiposo epicardico da pazienti con fibrillazione atriale permanente sottoposti a intervento chirurgico a cuore aperto.

Cellule staminali pluripotenti umane e cellule staminali pluripotenti indotte derivate da cellule staminali adipogeniche, cellule staminali embrionali umane e fibroblasti embrionali sono state utilizzate per creare linee cellulari e colture. Per ottenere neuroni simpatici è stata utilizzata una strategia di induzione sequenziale, in cui le cellule neurali sono state derivate da cellule staminali pluripotenti umane e poi coltivate in terreno di differenziazione.

Cellule staminali adipogeniche sono state coltivate in un terreno di coltura per la differenziazione degli adipociti per eseguire la differenziazione degli adipociti e generare tessuto adiposo epicardico. La reazione a catena della polimerasi con trascrizione inversa quantitativa (qRT-PCR) è stata utilizzata per misurare l'espressione dei marcatori del tessuto adiposo bianco, bruno e beige. Una tecnica di differenziazione bidimensionale monostrato è stata utilizzata per generare cardiomiociti da cellule staminali pluripotenti umane.

Risultati I risultati hanno mostrato che i cardiomiociti coltivati con tessuto adiposo epicardico e neuroni simpatici, ma non con nessuno dei due, presentavano anomalie elettriche significative, un fenotipo aritmico e una segnalazione degli ioni calcio (Ca2+) compromessa.

Inoltre, lo studio ha dimostrato che la leptina secreta dal tessuto adiposo epicardico può attivare il rilascio del neuropeptide Y da parte dei neuroni simpatici. Questo neuropeptide si lega al recettore Y1 sui cardiomiociti e causa anomalie del ritmo cardiaco influenzando l'attività della proteina chinasi II calcio/calmodulina-dipendente (CaMKII) e dello scambiatore sodio (Na2+)/calcio (Ca2+).

Conclusione Nel complesso, i risultati hanno indicato che le interazioni tra tessuto adiposo epicardico e neuroni simpatici portano a un fenotipo aritmico nei cardiomiociti. Lo studio ha dimostrato che questo fenotipo è causato dalla stimolazione dei neuroni simpatici da parte della leptina secreta dagli adipociti, che porta al rilascio del neuropeptide Y. Questo neuropeptide si lega al recettore Y1 e influenza l'attività di CaMKII e dello scambiatore Na2+/Ca2+, causando ritmi cardiaci anormali.