Клетки сердца склонны к самоорганизации
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
В сердце некоторые клетки периодически теряют способность к проведению импульса. Чтобы не нарушить сердечную деятельность, кардиомиоциты умеют формировать отдельную разветвленную проводящую систему.
За сократительную функцию сердца ответственны кардиомиоциты. Речь идет об особенных клетках, способных генерировать и пропускать через себя электрические импульсы. Однако, помимо этих структур, ткань сердца представлена соединительнотканными клетками, не пропускающими волну возбуждения – например, фибробластами.
В норме фибробласты удерживают структурный каркас сердца и принимают участие в заживлении поврежденных участков тканей. С инфарктом и другими повреждениями и заболеваниями часть кардиомиоцитов отмирает: их ячейки заполняют фибробласты, по типу рубцевания ткани. При большом скоплении фибробластов ухудшается прохождение электрической волны: это состояние в кардиологии именуют кардиофиброзом.
Клетки, неспособные проводить импульс, блокируют нормальную деятельность сердца. В результате волна направляется в обход препятствия, что может привести к циркуляторному пути возбуждения: формируется вращательная спиралевидная волна. О таком состоянии говорят, как об обратном импульсном ходе – это так называемый re-entry, провоцирующий развитие нарушения ритма сердца.
Скорее всего, высокоплотные фибробласты вызывают образование обратного импульсного хода по таким причинам:
- непроводящие клетки имеют неоднородную структуру;
- большое количество сформированных фибробластов являются своеобразным лабиринтом для волновых потоков, которые вынужденно следуют по более долгому и искривленному пути.
Пиковая плотность фибробластных структур именуется перколяционным порогом. Этот показатель исчисляют, используя теорию перколяции – математический способ оценки появления структурных связей. Такими связями на данный момент становятся проводящие и непроводящие кардиомиоциты.
По подсчетам ученых, ткань сердца должна потерять возможность проводимости при увеличении численности фибробластов на 40%. Примечательно, но на практике проводимость наблюдается даже в случае увеличения количества непроводящих клеток на 70%. Такой феномен связан со способностью кардиомиоцитов к самоорганизации.
По словам ученых, проводящие клетки так организуют собственный цитоскелет внутри фиброзной ткани, что могут входить в общий синцитий с другими тканями сердца. Специалисты оценили прохождение электрического импульса в 25 соединительнотканных образцах, имеющих разный процентный уровень проводящих и непроводящих структур. В итоге был подсчитан пик перколяции в 75%. В то же время, ученые заметили, что кардиомиоциты расположились не в хаотичном порядке, а были организованы в ветвистую проводящую систему. На сегодняшний день исследователи продолжают свою работу над проектом: перед ними стоит цель создания новых методов устранения аритмий, которые будут основаны на информации, полученной в ходе экспериментов.
Подробности работы можно узнать на странице journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597