СЕКРЕТ «ЖИВУЧЕСТИ» СЕРДЦА.

Сердечная ткань продолжает проводить электрические импульсы даже при достаточно сильных повреждениях или зарастании соединительной ткани благодаря тому, что ее электропроводные клетки способны к самоорганизации, сообщает PLOS Computational Biology.

Сердце – совершенно уникальный орган и у человека, и у братьев наших меньших (животных). Сердечные клетки могут одновременно спонтанно вырабатывать электрические импульсы и сокращаться, не требуя для этого постоянного потока «команд» от головного или спинного мозга. Импульсы тока вырабатывают так называемые «клетки-водители», а кардиомиоциты, мускульные клетки, используют их для воспроизведения сокращений и расслабления в нужные моменты времени.

Ученые из Московского Физико-технического института (Россия) совместно с коллегами из Universiteit Gent (Бельгия) выявили, что сердечная ткань продолжает проводить электрические импульсы даже при довольно сильных повреждениях или разрастании соединительной ткани благодаря тому, что ее электропроводные клетки способны к самоорганизации.

Профессор МФТИ Константин Агладзе в своем интервью РИА Новости рассказал, что ученые обратили внимание, что кардиомиоциты в образцах располагаются не случайным образом, а собираются в разветвленную проводящую сеть. Учитывая данный факт, ученые воспроизвели на компьютерной модели те результаты, которые были получены в лабораторных экспериментах. Далее в течение нескольких лет изучались нарушения, которые возникают в работе сердца из-за сбоев в работе кардиомиоцитов и контактов между ними. Полученная информация в конечном итоге поможет медикам предсказывать сердечную аритмию и другие сбои в работе сердечной мышцы и даже предотвращать их.

Некоторое время назад исследовательская команда в ходе ряда экспериментов «заставила» клетки сердечной ткани, которые были извлечены из тел двух разных видов животных, соединиться и «биться» в унисон, созданное таким образом сердце ученые назвали «сердце Франкенштейна». Позднее российские ученые создали особую культуру клеток, позволяющую быстро оценивать безопасность сердечных препаратов и изучать сбои в работе сердца, этому созданному органу дали имя «сердце в пробирке». Новую технологию уже использовали в сочетании с различными компьютерными моделями сердца, для раскрытия одной из главных загадок его работы – необыкновенно высокой «живучести» электрических сигналов внутри сердечной ткани.

Сердце состоит не только из клеток, вырабатывающих импульсы тока и кардиомиоцитов, но и из различных компонентов соединительной ткани, которые играют роль своеобразного «каркаса» и участвуют в починке мелких и крупных повреждений в его структуре. Когда первые тельца массово гибнут, их место занимают фибробласты, в результате чего электрические свойства сердечной ткани меняются.

Согласно теоретическим расчетам, сердечная ткань должна терять проводимость для электрических волн, если фибробластов в ней станет — более 40%. Парадокс же состоит в фактических показаниях экспериментальных данных — электрические импульсы продолжают распространяться в образцах ткани даже тогда, когда доля соединительной ткани (фибробластов) в ней достигает 65-75%.

Ученые пытались понять — как это возможно? Вырастив несколько образцов сердечной ткани с разными количествами фибробластов на базе клеток новорожденной крысы, они проследили за распространением сигналов в этих клетках, а затем внесли уточнения в компьютерную модель сердца. Проведенные учеными эксперименты показали, что волны электричества могут распространяться даже в сильно поврежденной сердечной ткани благодаря тому, что ее проводящие клетки способны менять свою форму таким образом, что они соединяются с соседними клетками. Таким образом, возникает своеобразная разветвленная сеть, способная передавать электрические сигналы на большие расстояния.

Источник: PLOS / Self-organization of conducting pathways explains electrical wave propagation in cardiac tissues with high fraction of non-conducting cells

РИА Новости, Ученые из МФТИ раскрыли один из секретов необыкновенной живучести сердца