Разработана реалистичная модель сложной структуры сердечной ткани

Исследователи из Московского физико-технического института (МФТИ) и Гентского университета (Бельгия) сообщили о создании первой реалистичной модели, которая воспроизводит сложное строение сердечной ткани.

По статистике, около 40 % смертей, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, вызваны аритмией, то есть нарушением нормального ритма сокращения. Сердце сокращается благодаря распространению электрических волн в сердечной ткани, которая состоит из разных клеток. За передачу электрических волн отвечают возбудимые клетки — кардиомиоциты. Кроме того, в сердечной ткани есть не передающие электрическое возбуждение клетки, например, фибробласты. Если фибробластов становится слишком много, изменяется распространение волн. Такое нарушение называется фиброзом, оно является частой причиной аритмии.

Проблема заключается в том, что наблюдать постепенное развитие аритмии у пациентов невозможно. Решением могла бы стать компьютерная имитация, позволяющая изучать взаимосвязь между клеточным строением ткани и развитием аритмии. Как раз такую модель и предложили учёные.

В ходе работ исследователи собрали статистические данные о том, какой формы бывают фибробласты и кардиомиоциты и как они взаимодействуют между собой. Для имитации формирования сердечной ткани за основу была взята математическая модель, которая широко используется в исследованиях роста тканей.

Полученная в результате модель предсказывает такое же распространение волн, какое учёные наблюдали в экспериментах. Таким образом, её можно использовать для предсказания вероятности развития аритмии. В дальнейшем исследователи планируют доработать модель с учётом дополнительных факторов.

Более подробно о работе можно узнать в материале МФТИ.