Tutto tace, tutto è immobile, silenzio assoluto, un fermo immagine che sembra eterno. E poi, all’improvviso, in un solo istante cambia tutto: partono i battiti perfettamente cadenzati a ritmo costante. È così che il cuore comincia a pulsare. Le cellule cardiache da un momento all’altro, senza alcun segnale di preavviso, si muovono all’unisono, sincronizzate come se si fossero allenate a lungo prima del “debutto”. Non c’è uno sviluppo graduale, non ci sono cellule che danno il via alle compagne, non c’è un “direttore d’orchestra” che fa partire il concerto. I primi battiti del cuore sembrano avviati da un interruttore: prima è tutto spento, poi è tutto acceso. 

A funzionare da interruttore sono i segnali elettrici e i livelli di calcio. Quando raggiungono una certa soglia, il cuore inizia a battere. 

Lo hanno scoperto i ricercatori di Harvard osservando le fasi di sviluppo degli zabrafish. I risultati dello studio, pubblicati su Nature, possono aiutare a scoprire le cause del malfunzionamento del battito cardiaco.

«Il cuore batte circa tre miliardi di volte nel corso di una tipica vita umana, e non deve mai fermarsi. Volevamo osservare come si accende per la prima volta questa incredibile macchina», ha affermato Adam Cohen,  professore di chimica e biologia chimica e di fisica ad Harvard e co-autore senior dello studio. 

Prima di scoprire come avviene effettivamente il passaggio alla vita, dal silenzio al battito, un fenomeno i cui dettagli non erano ancora noti,  i ricercatori avevano avanzato alcune ipotesi: si poteva immaginare uno sviluppo graduale con alcune cellule che iniziano a pulsare contagiando altre con lo stesso ritmo, oppure pensare a un battito iniziale lento che poi nel tempo accelera, oppure all’avvio delle pulsazione in parti differenti dell’organo e alla successiva armonizzazione. 

Nulla di tutto ciò è stato confermato. Utilizzando proteine fluorescenti e tecniche di imaging al microscopio ad alta velocità, i ricercatori hanno catturato i cambiamenti nei livelli di calcio e nell'attività elettrica nelle cellule cardiache degli embrioni di pesce zebra in via di sviluppo. 

E hanno scoperto, inaspettatamente, che tutte le cellule cardiache passano improvvisamente a pulsare all’unisono in perfetta sincronia. Proprio come se qualcuno premesse un interruttore. 

I ricercatori hanno anche osservato che il luogo in cui hanno origine i battiti cambia da individuo a individuo. È una scoperta controintuitiva perché le cellule di un cuore adulto si comportano diversamente.

«A differenza del cuore adulto, dove una popolazione specializzata di cellule pacemaker guida il battito cardiaco, la maggior parte delle cellule nel cuore embrionale hanno la capacità di battere da sole, rendendo difficile prevedere la posizione dei primi battiti", ha affermato l'autore principale Bill Jia. , uno studente laureato congiunto nei laboratori Cohen e Megason.

Questa scoperta, ha osservato il team, aggiunge nuove conoscenze  sullo sviluppo del battito cardiaco e potrebbe un giorno fornire informazioni utili sulle modalità di sviluppo delle irregolarità cardiache come le aritmie negli esseri umani.