I tessuti dell'organismo umano regolano l'intensità con cui eliminano i rifiuti in base alla loro attività metabolica e, di conseguenza, alla quantità di scarti che generano. Così conclude un lavoro guidato da ricercatori spagnoli del Centro Nazionale di Investigazioni Cardiovascolari (CNIC) e dell'Università Pompeu Fabra (UPF) di Barcellona, insieme ad altre istituzioni.
Lo studio, coordinato anche da scienziati delle università della California a San Francisco (UCSF) e di Yale (USA), dimostra che i tessuti con maggiori esigenze energetiche concentrano grandi squadre di pulizia formate da macrofagi, cellule del sistema immunitario specializzate nell'eliminazione dei resti. Inoltre, conferma che la dimensione di queste squadre aumenta in proporzione all'attività metabolica del tessuto e alla quantità di rifiuti che genera.
La ricerca, pubblicata nella rivista specializzata "Science Immunology", ha tra i suoi autori principali il ricercatore del CNIC Andrés Hidalgo. Questo scienziato dettaglia che una parte importante dei rifiuti è composta da mitocondri danneggiati, gli organelli che agiscono come "centrali energetiche" delle cellule trasformando i nutrienti in energia utilizzabile.
"Man mano che i mitocondri si deteriorano mentre mantengono le cellule in funzione, vengono scartati", spiega, per aggiungere che "maggiore è la domanda energetica di un tessuto, più mitocondri finiscono nella spazzatura". Per verificarlo, il team ha seguito le tracce dei mitocondri nel muscolo cardiaco, nel muscolo scheletrico e nel grasso bruno dei topi, osservando che i mitocondri invecchiati finivano accumulati all'interno dei macrofagi.
Un sistema di pulizia chiave per le prestazioni dei tessuti
In una seconda fase, i ricercatori hanno bloccato la capacità dei macrofagi di eliminare questi rifiuti. Il sistema ha quindi smesso di funzionare in modo adeguato: il cuore ha ridotto la sua capacità di pompaggio, il muscolo scheletrico ha perso forza e il grasso bruno ha diminuito la sua produzione di calore. A partire da questi risultati, la professoressa della UPF e anche coautrice principale dello studio, Pura Muñoz-Cánoves, conclude che "i tessuti devono rimanere puliti per funzionare a pieno rendimento".
Per svelare l'origine di questo meccanismo di pulizia, il team ha tracciato il processo fino a delle cellule strutturali denominate fibroblasti, il cui numero cresce parallelamente all'attività mitocondriale del tessuto. Queste cellule emettono un segnale che induce la proliferazione di macrofagi, permettendo a ogni tessuto di adattare la dimensione del proprio team di pulizia alla quantità di rifiuti che produce.
Il lavoro include anche l'analisi di dati provenienti da muscoli umani, che conferma che il numero di macrofagi aumenta in parallelo con l'attività mitocondriale del muscolo, utilizzata come indicatore del suo livello di attività. L'integrante dell'Istituto di Ricerca Cardiovascolare della UCSF e autore senior dello studio, José Ángel Nicolás-Ávila, sottolinea che "questo equilibrio tra le alte richieste energetiche dei tessuti e il numero di macrofagi sembra essere fondamentale" per mantenere la salute.
"Il metabolismo dei tessuti, l'accumulo di rifiuti e il numero di macrofagi cambiano con l'invecchiamento", segnala la prima autrice e membro della UCSF, Laura Pena-Couso, che sottolinea che questi risultati "rivelano i segnali che collegano questi processi". Inoltre, considera che "aprono la possibilità che agire su questo sistema possa aiutare a preservare la funzione dei nostri tessuti man mano che invecchiamo".