Un nuovo studio pubblicato su Science Advances mostra che i cuori delle femmine e dei maschi rispondono in modo diverso all’ormone dello stress, la noradrenalina. Lo studio sui topi potrebbe avere implicazioni per i disturbi cardiaci umani, come aritmie e insufficienza cardiaca, e per la risposta dei diversi sessi ai farmaci. Il team ha costruito un nuovo tipo di sistema di imaging a fluorescenza che consente di utilizzare la luce per vedere come il cuore dei topi risponde agli ormoni e ai neurotrasmettitori in tempo reale. I topi sono stati esposti alla noradrenalina, nota anche come norepinefrina, un neurotrasmettitore associato alla risposta “lotta o fuga” dell’organismo (fight or flight): la reazione di attacco o fuga (detta anche hyperarousal, ipereccitazione o reazione acuta da stress) è una reazione neuronale fisiologica che si manifesta in risposta a un evento percepito come pericoloso per la propria incolumità o dei congiunti. Gli animali reagiscono alle minacce con una scarica generale del sistema nervoso simpatico che prepara l’animale a combattere o a fuggire. Più specificamente, la midollare del surrene produce una cascata ormonale che determina la secrezione di catecolamine, specialmente noradrenalina e adrenalina. Anche gli ormoni estrogeno, testosterone, e cortisolo, assieme ai neurotrasmettitori dopamina e serotonina, influenzano il modo in cui gli organismi reagiscono allo stress.
La ripolarizzazione del cuore femminile
I risultati rivelano che i cuori dei topi maschi e femmine rispondono inizialmente in modo uniforme dopo l’esposizione alla noradrenalina. Tuttavia, alcune aree del cuore femminile tornano alla normalità più rapidamente di quello maschile, il che produce diverse differenze nell’attività elettrica del cuore. “Le differenze nell’attività elettrica che abbiamo osservato nei cuori femminili sono chiamate ripolarizzazioni. La ripolarizzazione si riferisce al modo in cui il cuore si ripristina tra un battito e l’altro ed è strettamente legata ad alcuni tipi di aritmie”, ha dichiarato Jessica L. Caldwell, prima autrice dello studio. “Sappiamo che esistono differenze di sesso nel rischio di alcuni tipi di aritmie. Lo studio rivela un nuovo fattore che può contribuire alla diversa suscettibilità alle aritmie tra uomini e donne”, ha detto Caldwell.
Metodi
Il nuovo sistema di imaging utilizza un topo, chiamato topo CAMPER, geneticamente modificato per emettere luce durante una reazione chimica molto specifica nel cuore: il legame del cAMP. I segnali luminosi emessi dal topo CAMPER sono trasmessi da un biosensore che utilizza il trasferimento di energia di risonanza di fluorescenza (FRET). Questo segnale FRET può essere rilevato ad alta velocità e risoluzione da un nuovo sistema di imaging appositamente progettato per i cuori. Ciò consente ai ricercatori di registrare la reazione del cuore alla noradrenalina in tempo reale, insieme ai cambiamenti dell’attività elettrica. “A volte i dati tra i due sessi sono uguali. Ma se iniziano a mostrare variazioni, la prima cosa che facciamo è esaminare le differenze di sesso”. L’uso di topi maschi e femmine ha rivelato indizi su differenze che non avremmo mai sospettato”. I ricercatori si stanno rendendo conto che non si può estrapolare dati da entrambi i sessi studiandone solo uno”, ha detto Crystal M. Ripplinger, autrice dello studio. L’autrice osserva che nello studio attuale non è chiaro il significato delle diverse variazioni di cAMP e di attività elettrica. “La risposta nei topi femmina potrebbe essere protettiva, oppure no. Ma documentare semplicemente che esiste una differenza misurabile nella risposta a un ormone dello stress è significativo. Speriamo di saperne di più in studi futuri”, ha concluso Ripplinger.
