Autoři sdělili, že se jim podařilo zjistit zákonitosti poruch elektrického vzrušení srdeční tkáně souvisejícího s fibrózou, což pomůže v boji proti druhům arytmie nebezpečnými pro život. Výsledky výzkumu jsou zveřejněny v magazínu Scientific Reports.

Srdeční fibróza je patologické rozrůstání pojivé tkáně kvůli stárnutí, obezitě a celé řadě srdečních chorob. Mohou to být jak velké úseky jizvovité pojivové tkáně, jež vznikají po infarktu myokardu, tak chaotické bodové vtroušeniny fibrózních úseků. Podíl fibrózní tkáně ve stěnách srdečních komor může dosáhnout 40 %.

Jak funguje fibróza

Fibróza mění strukturu myokardu, čímž vytváří překážky pro šíření vlny elektrického vzrušení, což je příčinou srdeční arytmie. Vliv zvláštností textury fibrózní tkáně na činnost myokardu nebyla dodnes systematicky prozkoumána, poznamenali vědci z UrFU.

„Ukázalo se, že poruchy vlny vzrušení nezávisí jenom na kvantitě fibrózních prvků v tkáni myokardu, ale také na jejich délce, poloze vůči svalovým vláknům. A hlavně na směru vlny vzrušení,“ řekla vedoucí laboratoře Matematické modelování ve fyziologii a lékařství s použitím vysokých počítačových technologií UrFU Olga Solovjovová.

Tato vzájemná závislost nebyla dříve zanalyzována a podle mínění autorů může být klíčem k pochopení mechanismu smrtelných srdečních arytmií. Výsledky průzkumu mají přispět k jejich prevenci a léčbě, jsou přesvědčeni vědci.

„Všestranný rozbor struktur fibrózy v rámci fyziologických pokusů na živočiších, a tím spíš klinických, není prakticky možný, proto jsme použili počítačové modely, na kterých se dají zkoumat volní textury fibrózy, abychom pochopili zákonitosti jejího vlivu na funkci myokardu,“ vysvětlila Olga Solovjovová.

Tyto počítačové modely podle vědců z UrFU dobře vysvětlují procesy elektrického vzrušení jednotlivých buněk a celé srdeční pojivé tkáně. Umožnilo to zanalyzovat tisíce rozmanitých trojrozměrných simulací různých struktur fibrózy. Výpočty se konaly na superpočítači IMM UrO Ruské akademie věd.

Výzkum probíhal ve společné vědecké laboratoři Počítačová biologie a lékařství UrFU a Imunologického a fyziologického ústavu UrO Ruské akademie věd. Vědci plánují pokračovat v modelování složitějších struktur fibrózy, aby zjistili nejnebezpečnější změny myokardu a vyvinuli způsoby odstranění arytmií, které v důsledku toho vznikly. Práce byla podpořena grantem Ruského fondu základních výzkumů (RFFI).