Вчені з МФТІ розкрили один із секретів незвичайною живучості серця

Опубликованно 02.05.2019 04:00

МОСКВА, 29 квітня – РІА Новини. Серцева тканина продовжує проводити електричні імпульси навіть при досить сильних пошкодженнях або заростанні сполучної тканини завдяки тому, що її електропровідні клітини здатні до самоорганізації. Про це пишуть російські та бельгійські біологи в журналі PLOS Computational Biology.

"Ми помітили, що кардіоміоцити в зразках розташовуються не випадковим чином, а збираються в розгалужену провідну мережу. Врахування цього факту допоміг нам відтворити в комп'ютерній моделі ті результати, які ми отримали в лабораторних експериментах", — розповідає Костянтин Агладзе, професор МФТІ, чиї слова наводить прес-служба внз.

Серце людини і тварин — унікальний орган, чиї клітини можуть одночасно спонтанно виробляти електричні імпульси і скорочуватися, не вимагаючи для цього постійного потоку "команд" з спинного чи головного мозку. Імпульси струму виробляють так звані "клітини-водії", а кардіоміоцити, м'язові клітини, використовують їх для відтворення скорочень і розслаблення в потрібні моменти часу.

Агладзе і його колеги вже кілька років вивчають порушення, що виникають в роботі серця з-за збоїв в роботі цих клітин та контактів між ними, що, як сподіваються вчені, в кінцевому підсумку допоможе медикам пророкувати наступ аритмії та інших проблем з роботою серцевого м'яза і запобігати їх.

26 листопада 2018, 14:11Російське "серце в пробірці" допоможе вченим тестувати ліки

Нещодавно його команда створила своєрідне "серце Франкенштейна", змусивши клітини серцевої тканини, витягнуті з тіла двох різних видів тварин, з'єднатися і битися в унісон. Пізніше російські вчені створили особливу культуру клітин, своєрідне "серце в пробірці", що дозволяє швидко оцінювати безпеку ліків і вивчати збої в його роботі.

Агладзе і його колеги використовували цю технологію, а також різні комп'ютерні моделі серця, для розкриття однією з головних загадок його роботи – надзвичайно високою "живучості" електричних сигналів всередині серцевої тканини.

Справа в тому, що серце складається не тільки з кардіоміоцитів і клітин-водіїв, але і різних компонентів сполучної тканини, що грають роль своєрідного "каркаса" і беруть участь в ремонті дрібних і великих пошкоджень у його структурі. Коли перші тільця масово гинуть, їх місце займають фібробласти, клітини цієї тканини, в результаті чого електричні властивості серця змінюються.

Теоретичні розрахунки, як відзначають російські та бельгійські вчені, показували, що серцева тканина повинна була повністю втрачати здатність проводити сигнали, якщо кількість фібробластів в ній сягала позначки в 40%. Цього, однак, в реальності не відбувається – електричні імпульси продовжують поширюватися в ній навіть тоді, коли частка клітин сполучної тканини досягає 65-75%.

Намагаючись зрозуміти, як це можливо, Агладзе і його команда виростили кілька зразків серцевої тканини з різними кількостями фібробластів, використовуючи клітини новонародженої щури, і простежили за розповсюдженням сигналів в них. Ці дані вчені використовували для уточнення роботи комп'ютерних моделей серця.

Як показали експерименти, хвилі електрики можуть поширюватися навіть у сильно пошкодженому серцевої тканини завдяки тому, що її провадять клітини вміють змінювати свою форму і "витягуватися" таким чином, що вони з'єднуються з найближчими сусідами. Виникає своєрідна мережа, здатна передавати електричні сигнали на великі відстані.

27 червня 2017, 15:04Біологи з Німеччини і Росії створили перше "серце Франкенштейна"

Коли вчені реалізували цю ідею в комп'ютерних моделях, точність їх роботи різко підвищилася, і тепер їх передбачення практично не розходилися з результатами тих експериментів, на базі яких вони були побудовані.

Як сподіваються Агладзе і його колеги, подальше вивчення цих структур допоможе біологів і медиків зрозуміти, як виникає серцева аритмія і як від неї можна позбутися, використовуючи різні ліки, що стимулюють роботу цієї мережі або допомагають клітинам об'єднатися в неї.

Категория: Новости