Alle iLive-inhoud wordt medisch beoordeeld of gecontroleerd op feiten om zo veel mogelijk feitelijke nauwkeurigheid te waarborgen.
We hebben strikte richtlijnen voor sourcing en koppelen alleen aan gerenommeerde mediasites, academische onderzoeksinstellingen en, waar mogelijk, medisch getoetste onderzoeken. Merk op dat de nummers tussen haakjes ([1], [2], etc.) klikbare links naar deze studies zijn.
Als u van mening bent dat onze inhoud onjuist, verouderd of anderszins twijfelachtig is, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter.
Hartcellen zijn vatbaar voor zelforganisatie
Laatst beoordeeld: 16.10.2021
In het hart verliezen sommige cellen periodiek het vermogen om een impuls uit te voeren. Om de hartactiviteit niet te verstoren, zijn cardiomyocyten in staat om een afzonderlijk vertakt geleidingssysteem te vormen.
Cardiomyocyten zijn verantwoordelijk voor de contractiele functie van het hart. We hebben het over speciale cellen die elektrische impulsen kunnen opwekken en zelf doorlaten. Naast deze structuren wordt hartweefsel echter vertegenwoordigd door bindweefselcellen die geen excitatiegolf doorgeven, bijvoorbeeld fibroblasten.
Normaal gesproken behouden fibroblasten het structurele raamwerk van het hart en nemen ze deel aan de genezing van beschadigde weefselplaatsen. Bij een hartaanval en andere verwondingen en ziekten sterft een deel van de cardiomyocyten: hun cellen zijn gevuld met fibroblasten, door het type weefsel dat littekens vertoont. Met een grote opeenhoping van fibroblasten, verslechtert de doorgang van een elektrische golf: deze aandoening wordt cardiofibrose genoemd in de cardiologie.
Cellen die geen impuls kunnen uitvoeren, blokkeren de normale activiteit van het hart. Als resultaat wordt de golf gericht om het obstakel te omzeilen, wat kan leiden tot een circulatiepad van excitatie: er wordt een roterende spiraalgolf gevormd. Deze aandoening wordt een omgekeerde impulsverloop genoemd - dit is de zogenaamde re-entry, die de ontwikkeling van hartritmestoornissen veroorzaakt.
Hoogstwaarschijnlijk veroorzaken fibroblasten met hoge dichtheid de vorming van een omgekeerd impulsverloop om de volgende redenen:
- niet-geleidende cellen hebben een heterogene structuur;
- Een groot aantal gevormde fibroblasten is een soort labyrint voor golfstromen die gedwongen worden een langer en gekromd pad te volgen.
De piekdichtheid van fibroblaststructuren wordt de percolatiedrempel genoemd. Deze indicator wordt berekend met behulp van de percolatietheorie, een wiskundige methode om het uiterlijk van structurele bindingen te beoordelen. Geleidende en niet-geleidende cardiomyocyten worden momenteel dergelijke bindingen.
Volgens wetenschappers zou hartweefsel de mogelijkheid van geleiding moeten verliezen met een toename van het aantal fibroblasten met 40%. Opvallend is dat in de praktijk zelfs bij een toename van het aantal niet-geleidende cellen met 70% geleidbaarheid wordt waargenomen. Dit fenomeen hangt samen met het vermogen van cardiomyocyten om zichzelf te organiseren.
Volgens wetenschappers organiseren geleidende cellen hun eigen cytoskelet in het vezelige weefsel op een zodanige manier dat ze een gemeenschappelijk syncytium kunnen aangaan met andere hartweefsels. Experts schatten de doorgang van een elektrische puls in 25 bindweefselmonsters met een verschillend percentage geleidende en niet-geleidende structuren. Als resultaat werd de percolatiepiek berekend op 75%. Tegelijkertijd merkten wetenschappers op dat cardiomyocyten niet in een chaotische volgorde waren gerangschikt, maar in een vertakkend geleidingssysteem waren georganiseerd. Tot op heden zetten onderzoekers hun werk aan het project voort: ze worden geconfronteerd met het doel nieuwe methoden te ontwikkelen voor het elimineren van aritmieën, die gebaseerd zullen zijn op informatie verkregen tijdens de experimenten.
Details van het werk zijn te vinden op de pagina journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597