Нитевидные мышечные волокна в сердце связаны с риском сердечной недостаточности

Нитевидные мышечные волокна в сердце связаны с риском сердечной недостаточности

У людей сердце – первый развивающийся функциональный орган, который начинает биться через четыре недели после зачатия. В процессе развития сердце образует замысловатую и сложную сеть мышечных волокон, известных как трабекулы, образующие геометрические узоры на внутренней оболочке сердца.

Мышечная полоса сердечной ткани, называемая модераторной полосой или перегородкой маргинальной трабекулы, находится в правом желудочке сердца и впервые была описана Леонардо да Винчи в его исследовании анатомии человека.

<img alt=" Структуры, впервые нарисованные художником Леонардо да Винчи, имеют решающее значение для понимания того, как работает сердце, по мнению исследователей. "Height =" 484 "src =" http://www.news-medical.net/image. axd? picture = 2020% 2f8% 2fnewseventsimage_1597847309807_mainnews2012_x1_ (1) .jpg "title =" По мнению исследователей, структуры, впервые нарисованные художником Леонардо да Винчи, имеют решающее значение для понимания того, как работает сердце. "width =" 700 "/>

Структуры, впервые нарисованные художником Леонардо да Винчи, имеют решающее значение для понимания того, как работает сердце, по мнению исследователей.

Ранее ученые полагали, что эти нити-подобные мышечные структуры используются только в раннем развитии сердца. Команда исследователей из Имперского колледжа Лондона обнаружила, что эти структуры играют ключевую роль в электрической активности и насосной способности сердца. Команда также обнаружила, что чем сложнее сеть мышечных волокон, тем меньше риск сердечной недостаточности.

«Наша работа значительно продвинула наше понимание важности миокардиальных трабекул. Возможно, что еще более важно, мы также показали ценность действительно многопрофильной группы исследователей. Только сочетание генетики, клинических исследований и биоинженерии привело нас к открытию неожиданная роль миокардиальных трабекул в работе сердца взрослого человека », – заявила Ханна Мейер, научный сотрудник лаборатории Колд-Спринг-Харбор.

Сердечная недостаточность

Сердечная недостаточность возникает, когда сердце не может перекачивать достаточно крови и кислорода к другим жизненно важным органам тела. Часто это опасное для жизни и тяжелое состояние. Эта проблема с сердцем вызывает обратный ток крови и жидкости в легкие, отек, усталость и затрудненное дыхание.

Наиболее частые причины сердечной недостаточности включают диабет, повышенное кровяное давление и ишемическую болезнь сердца (ИБС). Это также чаще встречается у пожилых людей, особенно у людей старше 65 лет, у тех, кто перенес сердечный приступ, а также у людей с избыточным весом или ожирением.

Только в Соединенных Штатах около 6,5 миллионов взрослых страдают сердечной недостаточностью, и в 2017 году она стала причиной примерно 1 из 8 смертей.

Строение сердца

Сердце состоит из сложной сети мышечных волокон, называемых трабекулами, которые выстилают внутреннюю оболочку сердца. Роль этих мышечных волокон, впервые описанная да Винчи, важна для понимания того, кто подвергается наибольшему риску сердечной недостаточности.

Трабекулы – это столбики мышечных волокон, которые образуют сложные разветвленные сети внутри нижних желудочков сердца. Эти структуры были впервые описаны и зарисованы да Винчи, когда он изучал анатомию человека. Да Винчи нарисовал эти сложные мышцы внутри сердца, и только сейчас ученые исследовали их роль в здоровье сердца.

«Да Винчи также был заинтригован связью между математикой и природой, поэтому вполне логично, что мы обнаружили, что фрактальные узоры в сердце так важны для его функции. Эта работа предлагает новое захватывающее направление для понимания сердца и показывает потенциал для объединения идей математики и биологии в медицинские исследования », – объяснил доктор Деклан О'Реган, директор по исследованиям в области визуализации в Imperial College Healthcare NHS Trust и ведущий автор исследования.

Ученые показали, что сложная сеть мышечных волокон позволяет увеличить и повысить эффективность кровотока через орган. Теперь исследовательская группа заявляет, что они первые, кто это демонстрирует, и надеются, что результаты помогут определить тех, кто может страдать от сердечной недостаточности, которая может быть потенциально смертельной. Это открытие может открыть дверь для разработки новых основных методов лечения сердечной недостаточности.

Чтобы прийти к результатам исследования, команда проанализировала магнитно-резонансную томографию сердца более 18 000 человек из Биобанка Великобритании с использованием искусственного интеллекта. Анализ этих сканирований показал, что у людей с более сложной сетью трабекул увеличилась способность и способность перекачивать кровь.

«Наши открытия отвечают на очень старые вопросы фундаментальной биологии человека. По мере того, как крупномасштабный генетический анализ и развитие искусственного интеллекта прогрессируют, мы перезагружаем наше понимание физиологии до беспрецедентных масштабов», – Юэн Бирни, заместитель генерального директора EMBL, говорится в заявлении.

Форма мышечных волокон влияет на работу сердца

Исследование также показывает, что шероховатая поверхность желудочков сердца или нижних камер сердца позволяет крови течь более плавно и эффективно во время каждого сердечного сокращения. В исследовании выделяются шесть областей в ДНК человека, которые влияют на развитие фрактальных узоров в трабекулах. Изучив это, исследователи обнаружили, что две из этих областей также управляют и регулируют ветвление нервных клеток, намекая, что аналогичный механизм может присутствовать и в развитии мозга.

Также команда обнаружила, что форма этих мышечных волокон влияет на работу сердца; следовательно, может существовать связь между сердечными заболеваниями и сложными мышечными волокнами в его внутренней оболочке.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы пролить свет на роль и важность трабекул для функции и производительности сердца.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Источник:

Ссылка на журнал:

Source link