Po 500 metų mokslininkai pagaliau suprato širdies struktūros, kurią pirmą kartą aprašė Leonardo da Vinci, anatominę funkciją. Norėdami rasti atsakymą, mokslininkai pasitelkė fraktalų teoriją, MRT tyrimus ir daug skaičiavimų – kad išsiaiškintų, kas yra trabekulės. Jie nustatė, kad šis šakotas, snaigės formos raumenų sluoksnis turi įtakos širdies ligų rizikai.
„Žmogaus širdies vidinius paviršius dengia sudėtingas raumeninių gijų tinklas, kuris, manoma, yra embrioninio vystymosi liekana, – aiškina mokslininkai 2020 m. žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje. – Šių trabekulių funkcija suaugusiems ir jų genetinė struktūra yra nežinomos. Šiame tyrime mes tyrėme trabekules, taikydami fraktalinę analizę 18 096 Jungtinės Karalystės biobanko dalyvių duomenims.“
Da Vinci nupiešė smulkius, nėrinių, snaigės formos trabekules, atidžiai ištyręs širdį ir ją išpjaustinėjęs. Menininkas tikriausiai pastebėjo į medžio šaknis panašią šakotą struktūrą ir iškėlė hipotezę, kad trabekulės yra panašios į sistemas, kurias dabar naudojame, kad šaligatviai ir keliai neužšaltų: širdies atveju tai tinklas, kuris šildomas kraujui cirkuliuojant mažose kraujagyslėse aplink šiltą ir gyvybingą širdį.
Susiję straipsniai
Tirdami trabekules, mokslininkai sugebėjo nustatyti bendrus bruožus skirtingų pacientų vaizduose ir pradėti daryti išvadas apie tai, kokią funkciją atlieka šios struktūrinės trabekulės.
„Naudodami biomechaninius modeliavimus ir stebėjimo duomenis, gautus iš tiriamųjų, įrodėme, kad trabekulių morfologija yra svarbus širdies veiklos veiksnys“, – skelbia mokslininkai. Tai reiškia, kad tam tikros trabekulių struktūros didina širdies ir kraujagyslių ligų riziką.
„Nustatėme 16 reikšmingų lokusų, kuriuose yra genų, susijusių su hemodinamikos fenotipais ir citoskeleto šakojimosi reguliavimu“, – skelbia mokslininkai. Tirdami dešimčių tūkstančių tiriamųjų genomą ir trabekules, jie pradėjo nustatyti genomo vietas, kurios atskleidžia, kaip trabekulės gali susidaryti ir veikti – tai turi reikšmės ir kitų kūno ląstelių susidarymui bei elgsenai. (Šakojimasis yra būtent tai, ką reiškia pats žodis: techninis terminas, apibūdinantis šakojimąsi, kaip medžio.)
Fraktalinė analizė viską paaiškina – nuo žemėlapių sudarymo iki botanikos ir telekomunikacijų: kai pagrindinis „kamienas“ šakojasi į vis mažesnes ir mažesnes sritis, kol užfiksuoja visą teritoriją, kaip „Google Maps“, arba padengia visą Žemės sausumą sparčiuoju internetu. Šiuo atveju trabekulės šakojasi į vis mažesnius ir mažesnius siūlus, o fraktalinio tinklo pobūdis yra tai, kur slypi daugelis užuominų.
„Tik genetikos, klinikinių tyrimų ir bioinžinerijos derinys leido mums atrasti netikėtą miokardo trabekulių vaidmenį suaugusio žmogaus širdies veikloje“, – teigia tyrėja Hannah Meyer. Mokslininkai teigia, kad tai yra tik pirmasis žingsnis siekiant giliau suprasti trabekulių veikimą.
Parengta pagal „Popular Science“.