Scoperte cellule che creano nuovi vasi sanguigni durante esercizio

Abstract grafico (credito:DOI:10.1016/j.cmet.2021.07.015, Cell Metabolism)

Cellule presenti nei vasi sanguigni dei muscoli che tendono a moltiplicarsi in maniera molto rapida nel corso dell’esercizio fisico formando nuovi vasi sanguigni sono stati scoperte da un team i ricercatori guidati dalla professoressa Katrien De Bock dell’ETH. Si tratta di una scoperta che potrebbe portare a nuove terapie e in generale a nuovi metodi per trattare disturbi vascolari dei muscoli umani.
La ricercatrice fa riferimento in particolare alle amputazioni dei piedi o delle gambe a cui diversi pazienti diabetici devono sottoporsi a causa di un apporto vascolare ai muscoli non più sufficiente.

È essenziale capire come corpo produce nuovi vasi sanguigni durante attività fisica

Già si sapeva che l’esercizio fisico porta alla creazione di nuovi vasi sanguigni ma, in generale, come spiega la ricercatrice, le modalità con cui i meccanismi molecolari e cellulari arrivano a formarne di nuovi in realtà è un settore di studio ancora abbastanza oscuro. Secondo la ricercatrice se si comprendono davvero bene questi meccanismi, è poi possibile migliorare davvero le condizioni dei pazienti che soffrono di afflussi di sangue ai muscoli non regolari o con livelli di sangue non sufficienti.

Analizzate cellule endoteliali delle pareti vascolari

I ricercatori hanno fatto la scoperta facendo esperimenti sui topi e su cellule umane in laboratorio. Analizzato in particolare le cellule che compongono le pareti vascolari, dette anche cellule endoteliali. Hanno scoperto che ne esistono di due tipi che si differenziano per il marcatore molecolare ATF4.
In pratica le cellule che non possono contare su un livello sufficiente di ATF4 possono essere trovate soprattutto nei capillari che forniscono sangue alle fibre muscolari bianche. Le cellule invece con livelli più alti di ATF4 si trovano soprattutto nei vasi sanguigni che si trovano nei pressi delle fibre muscolari rosse.

Alcune cellule endoteliali formano nuovi capillari, altre no

Infine hanno scoperto che l’attività fisica innesca la divisione cellulare di queste cellule endoteliali portando alla creazione di nuovi capillari. Questo però sembra avvenire solo nelle cellule endoteliali con livelli già alti di ATF4, quelle collocate nei pressi delle fibre muscolari rosse. Lo stesso esercizio fisico non sembra invece provocare la stessa cosa nelle cellule datoriali con livelli bassi di ATF4.
È come se le cellule endoteliali che hanno livelli alti di ATF4 si ponessero in una sorta di stato di attesa metabolica, pronte in qualunque momento a formare nuovi vasi sanguigni.

Alcune delle cellule durante esercizio creano DNA e proteine

Nel corso degli esperimenti, infatti, quando i topi iniziavano ad eseguire gli esercizi, le cellule con livelli alti di ATF4 assumevano più aminoacidi e innescavano la creazione di DNA e proteine favorendo dunque la proliferazione cellulare.
Ora i ricercatori vogliono capire perché queste cellule endoteliali sono sempre pronte a formare nuovi vasi sanguigni, differentemente dalle altre con livelli più bassi di ATF4. Conoscere questo potrebbe rivelarsi utilissimo per nuove terapie che stimolino la crescita di vasi sanguigni, in particolare nei pazienti diabetici, in quelli che soffrono di occlusioni arteriose e in quelli che sono stati sottoposti a trapianto di organo.

Note e approfondimenti

  1. Getting oxygenated blood to exercising muscles | ETH Zurich (IA)
  2. Exercise-induced angiogenesis is dependent on metabolically primed ATF3/4+ endothelial cells – ScienceDirect (IA) (DOI: 10.1016/j.cmet.2021.07.015)

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