Международная команда генетиков, клиницистов и биоинженеров изучила функцию сложной сети мышечных волокон, выстилающих внутреннюю поверхность сердца, – так называемых трабекул, которые еще 500 лет назад впервые описал Леонардо да Винчи. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, показывают, как форма этих мышц влияет на работу сердца и сердечную недостаточность. Новость появилась на официальном сайте Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL).
Среди функциональных органов человека первым развивается сердце. Этот орган начинает спонтанно биться всего через четыре недели после зачатия. На раннем этапе развития сердце образует сложную сеть мышечных волокон, называемых трабекулами, которые образуют геометрические узоры на внутренней поверхности сердца. Считается, что они помогают насыщать кислородом развивающееся сердце, но их функция у взрослых остается нерешенной загадкой с 16 века. Леонардо да Винчи был первым, кто нарисовал трабекулы и их фрактальные узоры в виде снежинок. Он предположил, что они согревают кровь, текущую через сердце, но их истинное значение до сих пор не было известно.
Чтобы понять роль и развитие трабекул, ученые использовали искусственный интеллект для анализа 25 000 снимков сердца, полученных на МРТ, а также данных, связанных с морфологией сердца и генетикой. Исследование показывает, как работают и развиваются трабекулы, и как их форма может влиять на сердечные заболевания.
Исследования показывают, что шероховатая внутренняя поверхность сердечных желудочков позволяет крови течь более эффективно во время каждого удара сердца, точно так же, как ямочки на мяче для гольфа снижают сопротивление воздуха и помогают мячу двигаться дальше.
Форма трабекул, как показывает исследование, влияет на работу сердца, а значит она может быть связана с сердечными заболеваниями. Чтобы подтвердить это, ученые проанализировали генетические данные 50 000 пациентов и обнаружили, что различные фрактальные структуры в этих мышечных волокнах влияют на риск развития сердечной недостаточности.
Дальнейшие исследования трабекул могут помочь ученым лучше понять, как развиваются распространенные сердечные заболевания, и изучить новые подходы к лечению этих болезней.
[Иллюстрация: SPENCER PHILLIPS]
