Спустя 500 лет ромбическим узорам на сердце нашли объяснение
На этапе развития эмбриона в сердце образуется сложная сеть ветвистых мышечных волокон — трабекул. Геометрический узор на внутренней поверхности сердца, напоминающий чередующиеся ромбы, несколько столетий не поддавался научному объяснению. Свежая статья международной группы исследователей, опубликованная в журнале Nature, приоткрывает завесу тайны, которую представил миру Леонардо да Винчи около 500 лет назад.
Знаменитый ученый и творец был первым, кто зарисовал форму трабекул. Да Винчи также высказал гипотезу о предназначении сети волокон. Он предположил, что эти мышцы нужны, чтобы согревать кровь, когда она протекает через сердце. В настоящее время считается, что трабекулы участвуют в насыщении растущего сердца кислородом, однако их функция во взрослом организме так и осталась загадкой с XVI века.
Строение человеческого сердца. Иллюстрация в стиле Леонардо да Винчи, созданная по нескольким его эскизам
Чтобы приблизиться к раскрытию тайны, группа ученых провела анализ 25 тысяч МРТ-снимков сердца, а также связанных с ними морфологических и генетических данных пациентов. Исследователи выяснили, что шероховатая поверхность сердечных желудочков вынуждает кровь течь быстрее во время каждого удара сердца. Примерно тот же эффект дают ямочки на мяче для гольфа, уменьшая сопротивление воздуха и позволяя толкнуть мяч дальше, чтобы партнеры по игре раскрыли от измления рты.
Генетический анализ выявил 6 участков ДНК, «рисующих» узор трабекул. Знать «художника» в лицо важно потому, что форма загадочной сети мышц влияет на работу сердца. Ученые также предположили, что форма трабекул связана с опасными заболеваниями нашего неутомимого мотора. Чтобы подтвердить догадку, были проанализированы генетические данные еще 50 тысяч пациентов. Оказалось, что фрактальные структуры в волокнах трабекул действительно влияют на риск развития сердечной недостаточности.
Работа ученых в очередной раз показала, как хитро и тонко устроены наши тела. Могут потребоваться целые столетия и объединение передовых методов анализа данных, чтобы разобраться во всех тайнах живых организмов. «Только сочетание генетики, клинических исследований и биоинженерии привело нас к открытию неожиданной роли трабекулы в работе сердца взрослого человека», — сказала Ханна Мейер, научный сотрудник лаборатории в Колд Спринг Харбор, где проводились работы. В планах ученых — и дальше исследовать трабекулы. Это поможет лучше понять пути развития сердечных заболеваний и выработать новые методы их лечения.
