Komórki serca są podatne na samoorganizację
Ostatnia recenzja: 16.10.2021
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 prowadzenia impulsu. Aby nie zakłócać czynności serca, kardiomiocyty mogą tworzyć oddzielny rozgałęziony układ przewodzący.
Kardiomiocyty są odpowiedzialne za kurczliwość serca. Mówimy o specjalnych komórkach, które mogą generować i przechodzić przez siebie impulsy elektryczne. Jednak oprócz tych struktur tkankę serca reprezentują komórki tkanki łącznej, które nie przenoszą fali wzbudzenia - na przykład fibroblasty.
Zwykle fibroblasty zachowują strukturę strukturalną serca i biorą udział w gojeniu uszkodzonych miejsc tkanek. Po zawale serca i innych urazach i chorobach część kardiomiocytów umiera: ich komórki są wypełnione fibroblastami, według rodzaju blizn tkankowych. Przy dużej akumulacji fibroblastów przejście fali elektrycznej pogarsza się: w kardiologii zwane jest to zwłóknieniem kości.
Komórki, które nie są w stanie przewodzić impulsu, blokują normalną aktywność serca. W rezultacie fala jest kierowana tak, aby omijała przeszkodę, co może prowadzić do krążącej ścieżki wzbudzenia: powstaje rotacyjna fala spiralna. Ten stan jest określany jako kurs odwrotnego impulsu - jest to tak zwane ponowne wejście, które wywołuje rozwój arytmii serca.
Najprawdopodobniej fibroblasty o dużej gęstości powodują powstanie przebiegu odwrotnego impulsu z następujących powodów:
- komórki nieprzewodzące mają heterogeniczną strukturę;
- Duża liczba utworzonych fibroblastów jest rodzajem labiryntu dla przepływów fal, które zmuszone są podążać dłuższą i zakrzywioną ścieżką.
Gęstość szczytowa struktur fibroblastów nazywana jest progiem perkolacji. Wskaźnik ten oblicza się za pomocą teorii perkolacji, matematycznej metody oceny wyglądu wiązań strukturalnych. Kardiomiocyty przewodzące i nieprzewodzące stają się obecnie takimi wiązaniami.
Według naukowców tkanka serca powinna utracić możliwość przewodzenia wraz ze wzrostem liczby fibroblastów o 40%. Co ciekawe, w praktyce przewodność obserwuje się nawet w przypadku wzrostu liczby komórek nieprzewodzących o 70%. Zjawisko to wiąże się ze zdolnością kardiomiocytów do samoorganizacji.
Zdaniem naukowców komórki przewodzące organizują własny cytoszkielet w tkance włóknistej w taki sposób, aby mogły wejść do wspólnej syncytium z innymi tkankami serca. Eksperci oszacowali przejście impulsu elektrycznego w 25 próbkach tkanki łącznej o różnym procentowym poziomie struktur przewodzących i nieprzewodzących. W rezultacie pik perkolacji obliczono na 75%. Jednocześnie naukowcy zauważyli, że kardiomiocyty nie były ułożone w chaotycznej kolejności, ale były zorganizowane w rozgałęziony system przewodzenia. Do tej pory naukowcy kontynuują pracę nad projektem: mają na celu stworzenie nowych metod eliminacji arytmii, które będą oparte na informacjach uzyskanych podczas eksperymentów.
Szczegóły pracy można znaleźć na stronie journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597