loader
Срочные новости раздела
Электрические сети в сердце оказались самоорганизующимися

Электрические сети в сердце оказались самоорганизующимися

Ученые из МФТИ и Гентского университета (Бельгия) выяснили, что мышечные сердечные клетки, кардиомиоциты, могут поддерживать связи, проводящие электрические волны, даже если вокруг них доминируют фибробласты. Новые данные помогут понять, как бороться с аритмией или даже остановкой сердца.

Сердце, как и почти все органы, состоит из разных типов клеток. Кроме возбудимых клеток, способных вырабатывать и проводить электрические сигналы (кардиомиоциты), в нем есть и клетки соединительной ткани, не передающие такое возбуждение, например фибробласты. Фибробласты поддерживают структурную целостность сердца и заполняют повреждения при их возникновении , образуя, правда, рубец. После инфаркта и некоторых других сердечных заболеваний кардиомиоциты гибнут и тогда их место занимают фибробласты. Если фибробластов в сердечной ткани станет слишком много, они, в частности, будут мешать распространению электрических сигналов (сердечный фиброз) и сердце начнет сбоить, например давать аритмию. Происходит это потому, что волны электрических сигналов в сердце, огибая фибробласты, дают не обычную электрическую волну нормального облика, а циркулирующую спиральную волну, которую называют re-entry (т.е. «повторный вход»).

Критическая плотность непроводящих клеток, выше которой сердечная ткань не должна проводить возбуждение, называется порогом протекания, расчет которого чисто математическая задача, и ее решение Станиславом Смирновым принесло ему в 2010 году Филдсовскую премию. Расчеты предсказывают, что сердечная ткань должна терять проводимость, если фибробластов в ней накапливается больше 40 процентов. Но экспериментальные данные показывают, что сердечная ткань, где доля фибробластов доходит до 65—75 процентов, все еще проводят электрические сигналы. Следовательно, в этом случае срабатывает какой-то механизм, не учитываемый теорией перколяции.

Авторы новой работы решили прояснить вопрос, сравнив результаты эксперимента in vitro на тонком слое сердечных клеток новорожденных крыс и компьютерного моделирования биологической системы, на расчетной модели сердечной ткани.

Первый эксперимент показал, что сердечная ткань сохраняет проводимость при доле фибробластов до 75 процентов. Однако при этом кардиомиоциты в образцах были расположены не случайным образом, из чего исходит теория перколяции, а, напротив, группируются в разветвленную проводящую сеть. Когда в математическую модель сердца  внесли такие сетевые структуры кардиомиоцитов, модель показала те же 75 процентов, что наблюдались в эксперименте.

Теория перколяции — расчетная основа для поиска способов лечения аритмии и целого ряда других сердечных заболеваний. Усовершенствовав ее в рамках новой работы, исследователи открыли путь к более корректному пониманию процессов, происходящих в сердце человека с соответствующими заболеваниями. Это позволит создавать более эффективные лекарства от той же аритмии и точнее прогнозировать ход восстановления сердца после инфарктов.

Статья опубликована в журнале PLOS Computational Biology Источник: chrdk.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

NASA сообщило, что космический аппарат «Вояджер-2» стал вторым созданным человеком устройством, который покинул пределы гелиосферы. Его приборы смогут рассказать нам о неизведанной ранее территории.©
подробнее...

Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, ищут гипотетическую частицу, которая может претворить в жизнь Теории Великого объединения и расширить границы понимания Вселенной в ее самых малых
подробнее...

Еще в начале ХХ века Общая теория относительности предсказала существование гравитационных волн — деформаций пространства-времени, излучающихся движущимися массами. Однако зарегистрировать их
подробнее...

Крупные звезды гибнут, взрываясь сверхновыми, и могут оставить после себя сверхплотную нейтронную звезду: при размерах в пару десятков километров такие тела весят как обычные звезды средней величины.
подробнее...

Международная команда исследователей под руководством палеонтолога профессора Джоны Куаниере (Jonah Choiniere) из Витватерсрандского университета обнаружила новый вид динозавра в провинции Фри-Стейт
подробнее...

При помощи приемника FORS2, смонтированного на Очень Большом Телескопе Европейской Южной обсерватории (ESO), было получено великолепное изображение спиральной галактики NGC 3981. Снимок сделан в
подробнее...

Исследователи разработали флуоресцентные белки, свойствами которых можно управлять с помощью оранжевого и зеленого света. Эти белки помогут ученым исследовать процессы жизнедеятельности в живых
подробнее...

Исследователи из МГУ им. М.В. Ломоносова изучили обнаруженную на Ямале крупную воронку (диаметр более 20 метров), имевшую неясное происхождение. Оказалось, что она образована не прорывами подземного
подробнее...

Исследователи из биотехнологической корпорации Genentech представили в журнале Nature статью, в которой рассказали об антибиотике под кодовым названием G0775, способном бороться с грамотрицательными
подробнее...