Nowe publikacje
Komórki serca są podatne na samoorganizację
Ostatnia recenzja: 02.07.2025
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
W sercu niektóre komórki okresowo tracą zdolność przewodzenia impulsów. Aby nie zaburzać czynności serca, kardiomiocyty są w stanie utworzyć oddzielny rozgałęziony układ przewodzący.
Kardiomiocyty odpowiadają za funkcję skurczową serca. Mowa o specjalnych komórkach, które są zdolne do generowania i przekazywania impulsów elektrycznych. Jednak oprócz tych struktur tkankę serca reprezentują komórki tkanki łącznej, które nie przekazują fali wzbudzenia - na przykład fibroblasty.
Zwykle fibroblasty utrzymują szkielet strukturalny serca i uczestniczą w gojeniu uszkodzonych obszarów tkanki. W przypadku zawału serca i innych urazów i chorób niektóre kardiomiocyty umierają: ich komórki są wypełnione fibroblastami, jak blizny tkankowe. Przy dużym nagromadzeniu fibroblastów, przejście fali elektrycznej pogarsza się: ten stan w kardiologii nazywany jest kardiofibrozą.
Komórki, które nie są w stanie przewodzić impulsu, blokują normalną aktywność serca. W rezultacie fala jest kierowana wokół przeszkody, co może prowadzić do krążenia pobudzenia: powstaje fala spiralna obrotowa. Taki stan nazywa się odwrotnym przebiegiem impulsu - jest to tzw. re-entry, który prowokuje rozwój zaburzenia rytmu serca.
Najprawdopodobniej fibroblasty o dużej gęstości powodują powstawanie odwrotnego udaru pulsacyjnego z następujących powodów:
- ogniwa nieprzewodzące mają niejednorodną strukturę;
- duża liczba uformowanych fibroblastów tworzy swoisty labirynt dla przepływów falowych, które zmuszone są podążać dłuższą i bardziej zakrzywioną trasą.
Gęstość szczytowa struktur fibroblastów nazywana jest progiem perkolacji. Wskaźnik ten oblicza się za pomocą teorii perkolacji – matematycznej metody oceny powstawania połączeń strukturalnych. Takimi połączeniami są obecnie kardiomiocyty przewodzące i nieprzewodzące.
Według obliczeń naukowców tkanka serca powinna utracić zdolność przewodzenia, gdy liczba fibroblastów wzrośnie o 40%. Warto zauważyć, że w praktyce przewodnictwo obserwuje się nawet wtedy, gdy liczba komórek nieprzewodzących wzrośnie o 70%. Zjawisko to wiąże się ze zdolnością kardiomiocytów do samoorganizacji.
Według naukowców komórki przewodzące organizują własny cytoszkielet wewnątrz tkanki włóknistej w taki sposób, że mogą wejść do wspólnego syncytium z innymi tkankami serca. Specjaliści ocenili przejście impulsu elektrycznego w 25 próbkach tkanki łącznej o różnym procencie struktur przewodzących i nieprzewodzących. W rezultacie obliczono szczyt perkolacji wynoszący 75%. Jednocześnie naukowcy zauważyli, że kardiomiocyty nie były ułożone w chaotycznym porządku, ale były zorganizowane w rozgałęziony układ przewodzący. Dziś naukowcy kontynuują pracę nad projektem: stoją przed celem stworzenia nowych metod eliminacji arytmii, które będą oparte na informacjach uzyskanych w trakcie eksperymentów.
Szczegóły pracy można znaleźć na stronie journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597