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...

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

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